基于A(yíng)TMEGA32單片機的三相網(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．硬件系統設計

具體硬件電路包括電流、電壓輸入電路、電能處理部分(數據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，硬件系統結構示意圖如圖1

圖1 三相網(wǎng)絡(luò )電力儀表硬件系統結構示意圖

2．1信號的采樣

2．1．1電壓的采樣

本設計采用電壓互感器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)，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，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，這樣達到了一機多用，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，先將電流輸出量轉換為電壓降信號，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，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通訊電路設計

顯示接口電路[35]具體所用芯片為HT1625，HT1625是一款顯示段數為512，存儲器映射的多功能LCD，驅動(dòng)器HT1625的軟件配置特性使其適合于各種LCD的應用，包括LCD模塊和顯示子系統, 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口設計三個(gè)按鍵，實(shí)現操作信息傳遞。

3軟件系統設計

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

圖2 軟件主程序流程圖

4、結束語(yǔ)

在三相網(wǎng)絡(luò )電力儀表的研制過(guò)程中，我們對硬件系統和軟件系統進(jìn)行認真細致地設計、調試，確保整個(gè)測試系統的可靠性和穩定性。

該儀表還提供了RS485通訊接口，采用Modbus-RTU通訊規約，可以方便的與各種PLC、工業(yè)控制計算機通訊軟件等實(shí)現組網(wǎng)

該儀表已通過(guò)中國計量測試研究所鑒定，完全實(shí)現了預期的技術(shù)指標，目前該表已小批量生產(chǎn)。