如何基于C2000內置12位ADC設計電能計量方案？
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3.2.2 電壓電流角差校準
電壓電流的角度補償使用的是軟件同步。
角差補償使用下面公式
fM是電網(wǎng)頻率。如果fM=50Hz，fm=256×4096=1MHz，每個(gè)步長(cháng)是0.017°，當功率增益和偏置都校準完畢后，才對角差進(jìn)行校準。步驟如下：
1. 在100%Ib點(diǎn)，設置功率因數為0.5L。
2. 獲取當前脈沖的誤差E。并將E帶入下面公式
公式計算如下例：
1. E =0.3%
2. 原始的 P1_PHASEn = 6
3. 新的 P1_PHASEn+1 =10+6=16
3.2.3 電壓增益校準
電壓增益校準步驟如下：
1. 將電壓設置成固定的電壓值，如：220V
2. 如下公式
3. 設置VRMS_FACTORn+1 到功率增益寄存器，步驟如下：
1) VRMSGEN = 220V and VRMSmeasure = 219V
2) 原始的 VRMS_FACTORn = 2000
3) 新的 VRMS_FACTORn+1 =2000*220/219=2009
3.2.4 電流增益校準
此校準類(lèi)同電壓增益校準。
3.3 校表軟件使用
3.3.1 校表軟件界面介紹
圖4的校表軟件界面分為5個(gè)模塊：1，串口連接模塊;2，實(shí)時(shí)數據模塊;3，校正數據設置模塊;4，校正數據讀出模塊;5、通訊數據模塊。
3.3.2 實(shí)時(shí)數據模塊使用
實(shí)時(shí)數據模塊將電表實(shí)時(shí)測量的數據通過(guò)串口讀出在校表軟件中顯示，實(shí)時(shí)顯示數據包括：Voltage(V)有效電壓值(單位：伏特)，Current(A)有效電流(單位：安培)，Active Power(W)有功功率(單位：瓦特)，Reactive Power(Var)無(wú)功功率(單位：乏)，Apparent Power(VA)視在功率(單位：伏安)，Power Factor 功率因素Frequency(Hz)頻率(單位：赫茲)。點(diǎn)擊Read按鈕，可以顯示電表實(shí)時(shí)測量的數據。
3.3.3 校正數據設置模塊使用
校表軟件目前只支持Voltage Gain有效電壓增益、Current Gain有效電流增益、Power Gain有功功率增益、Phase Offset相位偏置單點(diǎn)校正。默認電壓校正點(diǎn)為：220V有效電壓，電流校正點(diǎn)為：1A有小電流，有功功率校正點(diǎn)為：220W;相位偏置校正點(diǎn)為：220V、1A、0.5L。
校正步驟：
1，使用校表儀器輸出220V有效電壓，1A有效電流，功率因素1.0的信號，送至電表電壓、電流輸入端;
2，在Volage Gain中輸入默認有效電壓校正值220，點(diǎn)擊Setting設置;
3，在Current Gain中輸入默認有效電流校正值1，點(diǎn)擊Setting設置;
4，在Power Gain中輸入默認有功功率校正值220，點(diǎn)擊Setting設置;
5，使用校表儀器輸入有效電壓，1A有效電流，功率因素0.5的信號，送至電表電壓、電流輸入端;
6，在Phase Offset中輸入offset值，一個(gè)單位對應0.02°，輸入一個(gè)數值，然后通過(guò)實(shí)時(shí)數據窗口讀出新的功率因素，反復校正，直至讀出功率因素接近0.5即可;
7，校正完畢后，點(diǎn)擊Save保存數據，電表將最后的校正數據保存至MCU FLASH中。
3.3.4 校正數據讀出模塊使用
校正數據讀出模塊可以通過(guò)串口將電表FLASH存儲的V Gain，I Gain，Phase Offset，P Gain校正數值的讀出。
3.3.5 通訊數據模塊使用
通訊數據模塊實(shí)時(shí)顯示串口收發(fā)的數據。設置過(guò)程中如果出現“Time out!”提示，表示連接超時(shí)，應當檢查通訊線(xiàn)路連接，然后重新發(fā)送命令。校正數據設置成功后，通訊數據模塊提示“Set successful!”。通過(guò)按鍵Clear Logs，可以清空通訊數據窗口歷史數據。
4 結論
4.1 硬件平臺
本方案在C2000F280270 Control Pad上進(jìn)行搭建了測試平臺，并在標準的電能表測試設備上進(jìn)行了精度測試。圖5為實(shí)際測試的樣機：
4.2 軟件資源占用
本方案占用的C2000資源如下表所示。
4.3 測試數據
本方案測試精度如下：
電壓電流頻率
有功功率和無(wú)功功率：
功率因素：
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