基于TI-MSPM0L1306 芯片的電表測量
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1 簡介
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/202412/465581.htm電表芯片在現(xiàn)代社會的用處越來越多，比如智能電表、開關(guān)電源、逆變電源和智能插座等領(lǐng)域，為各種設(shè)備和系統(tǒng)提供精確可靠的電能計量支持。以上這些電能計量功能，都離不開電表芯片對電壓電流的采樣。
本項目正是通過MSPM0L1306 芯片對電表芯片的通信和控制，實現(xiàn)一個簡單的電表功能，從而實時獲得設(shè)備的用電量。本控制的設(shè)計流程是：LPMSPM0L1306作為主控MCU芯片， 與電能表芯片HT7017 進行通信，實時讀取HT7017 芯片采集的電壓，電流，并計算出設(shè)備消耗的功率。最后通過LCD 顯示屏顯示出來。
Bom表（所用元器件的型號）
圖1
圖2
圖3
圖4
圖5
圖6
(產(chǎn)品展示圖)
3 軟件開發(fā)：
4 開發(fā)平臺
TI的CCS V12.7.0開發(fā)環(huán)境。
5 外設(shè)的配置
本項目外設(shè)主要由串口和I2C 接口來驅(qū)動。
1. I2C 接口的配置
I2C 接口用于MCU 對1.8 英寸彩色顯示屏的驅(qū)動。配置為9600 波特的速率，同時開啟接收中斷，配置發(fā)送與接收的緩沖區(qū)。
2. 串口的配置
選擇串口UART0，如下圖所示：
配置輸出的IO：TX 為PA8 、RX 為PA9，如下圖所示：
代碼保存后生成工程文件。
6 公共代碼
I2C 發(fā)送與接收代碼
1. I2C 接收中斷函數(shù)的實現(xiàn)：
/*i2c_app.c 文件*/
#include “i2c_app.h”
/ /假設(shè)的底層 I2C寫函數(shù)
bool HAL_I2C_Write(uint8_t dev_addr, uint8_t
*data, uint16_t length) {
// 底層I2C 寫操作
// 返回true 表示成功，false 表示失敗
return true;
}
// 假設(shè)的底層I2C 讀函數(shù)
bool HAL_I2C_Read(uint8_t dev_addr, uint8_t
*buffer, uint16_t length) {
// 底層I2C 讀操作
// 返回true 表示成功，false 表示失敗
return true; // 示例中總是返回成功
}
void I2C_Init(void) {
// 初始化I2C 硬件接口
// 這里應(yīng)該是調(diào)用底層庫的初始化函數(shù)
// 例如：HAL_I2C_Init(&hi2c1);
}
bool I2C_Write(uint8_t dev_addr, uint8_t reg_
addr, uint8_t *data, uint16_t length) {
uint8_t tx_buffer[length + 1]; // +1 for register
address
tx_buffer[0] = reg_addr;
for (uint16_t i = 0; i < length; i++) {
tx_buffer[i + 1] = data[i];
}
return HAL_I2C_Write(dev_addr, tx_buffer,
length + 1);
}
bool I2C_Read(uint8_t dev_addr, uint8_t reg_
addr, uint8_t *buffer, uint16_t length) {
// 發(fā)送寄存器地址
if (!HAL_I2C_Write(dev_addr, ®_addr, 1)) {
return false;
}
// 讀取數(shù)據(jù)
return HAL_I2C_Read(dev_addr, buffer,
length);
}
/*i2c_app.h 文件*/
#ifndef I2C_APP_H
#define I2C_APP_H
#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>
// 初始化I2C 接口
void I2C_Init(void);
// 向I2C 設(shè)備寫入數(shù)據(jù)
bool I2C_Write(uint8_t dev_addr, uint8_t reg_
addr, uint8_t *data, uint16_t length);
// 從I2C 設(shè)備讀取數(shù)據(jù)
bool I2C_Read(uint8_t dev_addr, uint8_t reg_
addr, uint8_t *buffer, uint16_t length);
#endif // I2C_APP_H
7 I2C驅(qū)動
在工程中添加I2C 的驅(qū)動封裝I2C_app.c/h
這個驅(qū)動封裝了讀寫兩個驅(qū)動，可實現(xiàn)與硬件低層的解耦。
8 LCD
使用公有的LCD驅(qū)動庫，只需要封裝LCD_WR_Byte即可實現(xiàn)驅(qū)動的移植。
以上是主要代碼的介紹。
9 結(jié)束語
本項目主要是在利用Ti 的MSPM0L1306 這顆優(yōu)秀的MCU 來實現(xiàn)對單相交流電壓電能的采集。利用芯片的AD 口和I2C 通訊，采集到的數(shù)據(jù)可以通過UART、I2C 或其他通信接口發(fā)送到上位機進行進一步的處理和分析；通過對ADC 的輸出進行適當?shù)男盘柼幚?，例如通過軟件濾波或算法來減少噪聲和干擾，從而得到更準確的電壓讀數(shù)。
（本文來源于《EEPW》202412）
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