ZHCUCS6 February   2025 AMC131M03 , MSPM0G1507

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 主要系统规格
    2. 1.2 终端设备
    3. 1.3 电表
    4. 1.4 电能质量监测仪，电能质量分析仪
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 电压测量模拟前端
      2. 2.2.2 用于电流测量的模拟前端
      3. 2.2.3 XDS110 仿真器
      4. 2.2.4 Bluetooth® 数据传输
      5. 2.2.5 两个模块之间的 Bluetooth® 连接
      6. 2.2.6 Bluetooth® 到 UART 连接
      7. 2.2.7 使用 TMAG5273 线性 3D 霍尔效应传感器进行磁篡改检测
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1  MSPM0G3507
      2. 2.3.2  AMC131M03
      3. 2.3.3  CDC6C
      4. 2.3.4  RES60A-Q1
      5. 2.3.5  TPS3702
      6. 2.3.6  TPD4E05U06
      7. 2.3.7  ISOUSB111
      8. 2.3.8  LMK1C1104
      9. 2.3.9  MSP432E401Y
      10. 2.3.10 TPS709
      11. 2.3.11 TMAG5273
  9. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
      1. 3.1.1 计时系统
        1. 3.1.1.1 BAW 振荡器
        2. 3.1.1.2 晶体振荡器
        3. 3.1.1.3 PWM
        4. 3.1.1.4 时钟缓冲器
      2. 3.1.2 SPI 总线配置
      3. 3.1.3 LED 和 UART 的跳线设置
    2. 3.2 软件要求
      1. 3.2.1 用于 PC GUI 通信的 UART
      2. 3.2.2 直接存储器存取 (DMA)
      3. 3.2.3 ADC 设置
      4. 3.2.4 校准
    3. 3.3 测试设置
      1. 3.3.1 与测试设置的连接
      2. 3.3.2 电源选项和跳线设置
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      3. 3.3.3 注意事项和警告
    4. 3.4 测试结果
      1. 3.4.1 电表计量精度结果
      2. 3.4.2 辐射发射性能
  10. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 BOM
      3. 4.1.3 PCB 布局建议
        1. 4.1.3.1 布局图
    2. 4.2 工具与软件
    3. 4.3 文档支持
    4. 4.4 支持资源
    5. 4.5 商标
  11. 5作者简介

3.2.3 ADC 设置

为了在所有相关模拟输入通道上提供正确的测量数据，必须对 AMC131M03 器件寄存器进行初始化。每次启动计量应用以及每次运行计量校准程序时，都要完成此初始化过程。

TIDA-010244 TIDA-010244 固件中的电能计量初始化序列图 3-1 TIDA-010244 固件中的电能计量初始化序列

MSPM0+ MCU 的 SPI 模块配置为使用 4 线制模式的控制器器件（SPI 硬件模块自动将 CS0、CS1、CS2 和 CS3 这四个片选信号设置为高电平和低电平有效）。设置 SPI 模块后，所有中断都被禁用，并且从 MSPM0+ MCU 发送 SYNC_RESET 线路上的复位脉冲。然后重新启用中断，MSPM0+ MCU 向 ADC 发送 SPI 写入命令（首先针对 A 相向 AMC131M03 发送，再针对 B 相向 AMC131M03 发送，然后针对 C 相向 AMC131M03 发送，最后针对中性向 AMC131M03 发送），以配置寄存器：

  • MODE 寄存器设置：使用了 16 位 CCITT CRC，AMC31M03 数据包中每个字的长度为 24 位，在启用最滞后的通道上将 DRDY 信号置为有效，当转换值不可用时 DRDY 置为高电平有效，当转换值准备就绪时 DRDY 置为低电平有效。
  • GAINx 寄存器设置：对于全部三个通道，PGA 增益 = 1，测量每个 AMC 器件上的相电压
  • GAINy 寄存器设置：对于全部四个电流测量通道（分流通道），PGA 增益 = 32
  • CHx_CNG 寄存器设置（其中，x 为通道编号）
    • 三相模式：全部七个 ADC 通道输入连接到外部 ADC 引脚，且每个通道的通道相位延迟都设为 0（使用 SDK 中间件中的软件相位补偿，而不是 AMC131M03 硬件相位补偿）。
  • CLOCK 寄存器设置：1024 OSR，所有通道均已启用，高分辨率调制器功率模式

MSPM0+ MCU 在启动时配置为当四个 DRDY 引脚中的任何一个发生下降沿时生成端口中断，指示新的测量样本可用。

ADC 调制器时钟来自馈入 CLKIN 引脚的时钟，该引脚在内部被二分频以生成 ADC 调制器时钟。因此，ADC 的采样频率如 方程式 3 所示。

方程式 3. fS=fMOSR=fCLKIN2×OSR

其中

  • ƒS 是采样率
  • ƒM 是调制器时钟频率
  • ƒCLKIN 是馈送到 AMC131M03 CLKIN 引脚的时钟
  • OSR 是所选的过采样率

在此设计中，MSPM0+ MCU 的 M0_CLKOUT 信号的频率为 8.192MHz。在适当的寄存器设置下，过采样率选择为 1024。因此，全部四个 ADC 的调制器时钟设置为 4.096MHz，采样率设置为 4000 个样本/秒。

对于测量每个相电压的三相系统，至少需要三个 AMC 器件来独立测量三个电压和三个电流，并在任意两个相位之间进行隔离。在此设计中，软件中使用了以下 ADC 通道映射进行三相配置：

  • AMC131M03 (U4) 的 AIN0P 和 AIN0N → 电流 I1（A 相电流）
  • AMC131M03 (U4) 的 AIN1P 和 AIN1N → 电压 V1（A 相相电压）
  • AMC131M03 (U5) 的 AIN0P 和 AIN0N → 电流 I2（B 相电流）
  • AMC131M03 (U5) 的 AIN1P 和 AIN1N → 电压 V2（B 相相电压）
  • AMC131M03 (U6) 的 AIN0P 和 AIN0N → 电流 I3（C 相电流）
  • AMC131M03 (U6) 的 AIN1P 和 AIN1N → 电压 V3（C 相相电压）
  • AMC131M03 (U7) 的 AIN0P 和 AIN0N → 电流 N（零线电流）