基于STM32的三相電表校準裝置的設計
2020年電子技術應用第9期
楊 帆1，2，胡光昊1
1.武漢工程大學 電氣信息學院，湖北 武漢430205； 2.湖北省視頻圖像與高清投影工程技術研究中心，湖北 武漢430205
摘要： 針對常規三相電表校準裝置測量精度低、成本高的問題，研究了一種基于STM32F429單片機的三相多功能電表校準裝置。該裝置硬件電路主要包括電壓電流采樣量程切換電路、繼電器驅動電路、時鐘電路、RS232串口通信模塊和顯示電路。其中電壓電流采樣量程切換電路將電流和電壓互感器采集的電壓和電流信號轉換成CS5463芯片的測量范圍。單片機STM32F429有4個UART串口用作RS232通信，方便與其他外設相連。單片機接收到信號后，將采集到的電壓和電流數據顯示在TFTLCD電容觸摸屏上。軟件設計主要是初始化臨時變量和配置CS5463的相關寄存器，然后定時采集電壓和電流。通過對測試結果的分析和比較，該裝置達到了小數點后4位的測量精度。
中圖分類號： TN98
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191163
中文引用格式： 楊帆，胡光昊. 基于STM32的三相電表校準裝置的設計[J].電子技術應用，2020，46(9)：60-63，68.
英文引用格式： Yang Fan，Hu Guanghao. Design of three-phase meter calibration device based on STM32[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(9)：60-63，68.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191163
中文引用格式： 楊帆，胡光昊. 基于STM32的三相電表校準裝置的設計[J].電子技術應用，2020，46(9)：60-63，68.
英文引用格式： Yang Fan，Hu Guanghao. Design of three-phase meter calibration device based on STM32[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(9)：60-63，68.
Design of three-phase meter calibration device based on STM32
Yang Fan1，2，Hu Guanghao1
1.School of Electrical and Information Engineering，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430205，China； 2.Hubei Video Image and HD Projections Engineering Research Center，Wuhan 430205，China
Abstract： Aiming at the problems of low measurement accuracy and high cost of conventional three-phase meter calibration device, this paper studies a three-phase multifunctional meter calibration device based on STM32F429 single-chip microcomputer. The hardware circuit of the device mainly includes voltage and current sampling range switching circuit, relay drive circuit, time clock circuit, RS232 serial communication module and display circuit. The voltage and current sampling range switching circuit converts the voltage and current signals collected by the current and voltage transformer into the measurement range of CS5463 chip. There are 4 UART ports for RS232 communication in STM32F429 chip, convenient to connect with other peripherals. After receiving the signal, the voltage and current data collected are displayed on the TFTLCD capacitive touch screen. Software design is mainly to initialize temporary variables and configure the relevant registers of CS5463, and then collect voltage and current at regular intervals. Through the analysis and comparison of the test results, the measurement accuracy of the device reaches 4 decimal places.
Key words : STM32F429 single chip microcomputer；voltage and current collection；range switching circuit
0 引言
隨著電子信息技術的發展，傳統的感應式電能表精度低、功耗大，已經不再滿足要求，人們將軟硬件技術結合提出了電子式電能表[1]。目前，三相電表的測量在不斷完善：有采用SA9904A芯片的雙向三相電表,通過SPI接口訪問寄存器，測量各相的電壓有效值和無功功率[2]；考慮到不再是簡單的數值計量，設計者將ADE計量芯片應用于電表中，實現實時分析電流電壓波形數據、計量和判斷阻性負載大小的功能[3-5]；為了保證測量性能的穩定和遠程數據傳送，出現了基于MSP430F149單片機和ARM的智能遠傳三相電表，可以遠程自動抄表，抗干擾能力強[6-7]；基于Kinetis微控制器的三相電表，可以測量視在能量并具有閃存升級的功能[8]。近幾年，STM32系列芯片在電表中的應用成為一種趨勢[9-10]。考慮到液晶顯示和電流檢測的問題[11-12]，本文采用帶有LCD控制器的STM32F429芯片，簡化了電路設計。因此，本文針對常規三相電表校準裝置存在的測量電流、電壓精度低等問題，研究了一種基于STM32F429的三相電表校準裝置。
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作者信息:
楊 帆1，2，胡光昊1
(1.武漢工程大學 電氣信息學院，湖北 武漢430205；
2.湖北省視頻圖像與高清投影工程技術研究中心，湖北 武漢430205)
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