HDL语言及源代码
ADE7758仅简化了 电力测量新应用模块的设计难度,可做到全电子或真正固体化、静止化,以有利于提高性能,降低成本;还可以利用现有的电话线、专线、高频无线电调制解调器、光缆、低压配电线载波等技术手段完成自动抄读表、分时电价、实时电价、多功能计量、预付费等扩充应用功能。使电能计量具有高精度、高可靠性、免维护和双向通讯功能,适应电力市场化下的电力公司提供新的增值服务。
ADE7758 是一款功能先进的数字电能表芯片,它与单片机 PIC16F877 、LCD 模块、电源等构成的一种多费率电子电能表电路见图。ADE7753 通过串行接口与单片机通信,接收单片机控制,实现多费率计量。
ADE7758 提供系统的校正功能如:有效值偏移的校正、相位和功率的校正等等。引脚 APCF 的逻辑输出给出了有功功率的信息,引脚 VARCF 的输出提供了瞬时复功率和视在功率的信息。ADE7758 具有一个波形取样寄存器,其值来自于 ADC 的输出。波形采样部分集成有一个用于短时持续低电平或高电平的监测电路,门槛电平和持续时间是由用户编程来决定的。三相中的任一相过零监测是同步进行的,过零监测的结果可用于测量三路电压输入中任一路的周期。
ADE7758 的所有功能都是通过读、写片上寄存器来实现的,即 ADE7758 的各种设定和操作主要是对其众多寄存器的读和写。每个寄存器在读、写时,首先要执行一个写通信寄存器的操作,然后开始传输数据。 电能表的测控命令和测量信息可以多种方式与 MCU 通讯。MCU 输入的命令字控制着 ADE7758 的工作模式、测量模式、波形采样模式、有效值偏差补偿量和中断模式等。例如:每相的电流通道在信号通路中都有一个乘法器。电流波形可以改变±50%,这主要是由写入 12 位有符号电流波形增益寄存器(AIGAIN, BIGAIN ,CIGAIN)中的 2 进制数决定的:如果 7FFH 写入这三个寄存器,则 ADC 的输出标定值将增加 50%;如果 800H 被写入,则输出减小 50%。
(处理器采用MSP430F449)
程序清单如下:
//operating SPI PORTS --CAN
#include “msp430x44x.h”
unsigned char SPIData[3]; // 收到的ADE7758的数据信息
unsigned char SPI_Num; // 接收字符计数器
unsigned char SPICMD[3]; // 待发送命令字符串
// *****************************************************************************
// 同步串行通讯 -- 延时子程序
void SPIDelay(int DelayTimes)
{ while (DelayTimes 》 0) DelayTimes--;
}
// *****************************************************************************
// 同步串行通讯 -- 初始化7758通讯接口模块
void Init_SPI1(void)
{ // 初始化USART1为SPI工作模式
UCTL1 &= ~SWRST; // 开始 USART1 的初始化设置
UCTL1 |= CHAR; // USART1 8 BITS 数据模式
UCTL1 |= SYNC; // USART1 SPI 通讯模式
UCTL1 |= MM; // USART1 SPI 主模式
UTCTL1 |= STC; // 从机发送模式,1是SPI的3线模式,STE引脚不作用
UTCTL1 |= SSEL1; // 选择子系统时钟 SMCLK
UTCTL1 |= SSEL0; //
//UTCTL1 |= CKPL; // UCLK1信号 与 UCLK信号 极性相反
UTCTL1 &= ~CKPL;
UBR01 = 0x08; // 同步信号分频因子 1MHz @ 8MHz
UBR11 = 0x00;
UMCTL1 = 0x00; // 波特率因子调整因子
ME2 |= USPIE1; // 开启USART1 的 SPI 模块
P4SEL |= 0X3C; // 进行特定的端子设置
P4DIR |= 0X0C;
IE2 |= URXIE1; // SPI 接收中断允许
UCTL1 &= ~SWRST; // USART1 SPI 模式设置完毕
P4OUT &= ~BIT2; // ADE7758 常选通状态
}
// *****************************************************************************
// 同步串行通讯 -- 写ADE7758模块
// Addr 为ADE7758模块内部寄存器地址
// Length 为ADE7758相应的寄存器数据长度
// SPICMD[0..2] 待发送信息
void Write_7758(unsigned char Address,unsigned char Length)
{ unsigned char num;
// 选通 ADE7758
while ((UTCTL1 & TXEPT)==0); // 判断发送缓冲区是否为空
TXBUF1 = Address | 0x80; // 发送 待写地址
SPIDelay(10); // 延时
for (num = 0; num 《 Length; num++) // 循环发送多字节信息
{ while ((UTCTL1 & TXEPT)==0); // 判断发送缓冲区是否为空
TXBUF1 = SPICMD[num]; // 发送 待写地址
SPIDelay(1); // 延时
}
}
// *****************************************************************************
// 同步串行通讯 -- 读ADE7758模块
// Addr 为ADE7758模块内部寄存器地址
// Length 为ADE7758相应的寄存器数据长度
// SPIData[0..2] 为接收到的数据信息
void Read_7758(unsigned char Address)
{ // 选通 ADE7758
while ((UTCTL1 & TXEPT)==0); // 判断发送缓冲区是否为空
TXBUF1 = Address; // 发送 读地址
SPIDelay(1); // 延时
SPI_Num = 0; // 初始化接收数据个数
}
// *****************************************************************************
// 同步串行通讯 -- 初始化ADE7758模块
void Init_7758(void)
{
// SPCR=0x2A;
SPICM
D[0] = 0x40; // 操作模式寄存器
Write_7758(0x13,1); // measurement mode
SPIDelay(10);
Read_7758(0x13);
SPICMD[0] = 0x00; // 软件复位
Write_7758(0x13,1); // measurement mode
SPIDelay(10);
SPICMD[0] = 0x38; // Line Cycle Accumulation Mode
Write_7758(0x17,1);
SPICMD[0] = 0x00; // Interrupt Mask
SPICMD[1] = 0x00;
SPICMD[2] = 0x00;
Write_7758(0x18,3);
SPICMD[0] = 0x00; // Gain
Write_7758(0x23,1);
//SPCR=0x22;
}
#pragma vector = USART1RX_VECTOR // USART 1 接收信息中断
__interrupt void U7758_ISP(void) // SPI1 发送中断服务程序
{
SPIData[SPI_Num] = RXBUF1;
IFG2 &= ~URXIFG1;
SPI_Num++;
}
void main(void)
{ int i;
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;
// FLL_CTL0 |= XCAP14PF;
SCFI0 = 0X20;
// FN_4; // 设置系统工作频率
SCFI1 = 0X20;
//SCFQCTL = 64; // (121+1) * 32768 * 2 = 7.99MHz
FLL_CTL0 = 0XEC;
FLL_CTL1 = 0X00;
P1DIR = 32;
P1SEL = 32;
Init_SPI1();
// Init_7758();
_EINT();
for (i=0;i《100;i++) Read_7758(i);
while (1) Read_7758(0x46);
}
MSP430F449采用三线SPI主模式,采用1MHZ的通讯频率与ADE7758通讯。
449采用中断方式进行接收。
通过示波器可以看到收发的时序。
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