基于ATMEGA32單片機(jī)的三相網(wǎng)絡(luò)電力儀表的研制

(9) 外形尺寸:96mm×96mm×84mm

(10)重量：約0.4kg

2．硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

具體硬件電路包括電流、電壓輸入電路、電能處理部分(數(shù)據(jù)采集電路邏輯判斷電路) 、LCD顯示電路、按鍵輸入電路、開(kāi)關(guān)電源電路、時(shí)鐘電路、RS485串行通訊接口電路、2路開(kāi)關(guān)量輸出、2路開(kāi)關(guān)量輸入電路等，硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1

圖1 三相網(wǎng)絡(luò)電力儀表硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

2．1信號(hào)的采樣

2．1．1電壓的采樣

本設(shè)計(jì)采用電壓互感器PT將電網(wǎng)電壓(如220V)變換為采樣電壓，采用三個(gè)電壓互感器220V/0.5V(精度0.1級(jí))，通過(guò)差分電路形式，由ATT7022B芯片分別采樣三相四線(xiàn)的三相相電壓信號(hào)，并由ATT7022B輸出一個(gè)直流2.4V電壓作為差分電路的偏置電壓。同時(shí)ATT7022B還提供選擇三相四線(xiàn)和三相三線(xiàn)采樣的管腳，這樣達(dá)到了一機(jī)多用，降底了成本。

2．1．2電流的采樣

本儀器使用三個(gè)電流互感器1.5(6)/5mA的精密電流互感器采樣三相的相電流，先將電流輸出量轉(zhuǎn)換為電壓降信號(hào)，而后通過(guò)差分電路形式，由ATT7022B芯片采樣分別采樣三相四線(xiàn)的三相相電流信號(hào)，并由ATT7022B輸出一個(gè)直流2.4V電壓作為差分電路的偏置電壓。

2．2顯示接口和485通訊電路設(shè)計(jì)

顯示接口電路[35]具體所用芯片為HT1625，HT1625是一款顯示段數(shù)為512，存儲(chǔ)器映射的多功能LCD，驅(qū)動(dòng)器HT1625的軟件配置特性使其適合于各種LCD的應(yīng)用，包括LCD模塊和顯示子系統(tǒng), HT1625與CPU（普通I/O口）通信只需要3到4條線(xiàn)；485通訊電路采用光電隔離輸入/輸出接口；通過(guò)I/O口設(shè)計(jì)三個(gè)按鍵，實(shí)現(xiàn)操作信息傳遞。

3軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本儀表的軟件開(kāi)發(fā)是用C語(yǔ)言編寫(xiě)的應(yīng)用軟件，程序包括主程序、鍵盤(pán)中斷程序、鍵盤(pán)處理子程序、數(shù)據(jù)采集子程序、數(shù)據(jù)處理子程序、顯示子程序、看門(mén)狗子程序和重要信息保護(hù)子程序等。軟件主程序流程圖如圖2：

圖2 軟件主程序流程圖

4、結(jié)束語(yǔ)

在三相網(wǎng)絡(luò)電力儀表的研制過(guò)程中，我們對(duì)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致地設(shè)計(jì)、調(diào)試，確保整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

該儀表還提供了RS485通訊接口，采用Modbus-RTU通訊規(guī)約，可以方便的與各種PLC、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通訊軟件等實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)

該儀表已通過(guò)中國(guó)計(jì)量測(cè)試研究所鑒定，完全實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的技術(shù)指標(biāo)，目前該表已小批量生產(chǎn)。