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德州仪器TI超低功耗防窃电三相电能表解决方案

发布时间:2020-07-21 18:41:21 阅读: 来源:纱卡厂家

中心议题:

本文引用地址: MSP430F471xx系列单片机的主要性能

解决方案:

* 基于MSP430F471xx系列单片机的三相防窃电电能表设计

德州仪器(TI)的MSP430单片机系列集成了ACD,LCD液晶驱动和Flash Memory等,相当于是集合了电能计量芯片和MCU。这一系列芯片最突出的特点是高性能、低功耗,并且能简化PCB板线路。MSP430F471xx系列是超低功耗微控制器,有6或7个16位sigma-delta A/D转换器,主要用于多相电表设计。每路可作为差分输入对和有可编程输入增益。此外还集成了两个16位计时器,四个通用串行通信接(USCI),DMA,68个I/O引脚和具有对比度控制的LCD驱动器。

MSP430F471xx的工作电压为1.8V-3.6V,工作模式在1MHz 2.2V时的电流为350uA,待机模式电流为1.1uA,有5种降功耗模式。本文介绍了MSP430F471xx系列的主要特性,各个端口的输入/输出带施密特触发器,采用MSP430F471xx的三相电度表,电压输入和电流输入的模拟前端,基于变压器的电表电源和采用单电容的电表电源以及电表电路图。

MSP430F471xx主要特性:

电压范围: 1.8 V ~3.6 V

超低功耗

工作模式:350 micro;A at 1 MHz, 2.2 V

静止模式:1.1 micro;A

关机模式 (RAM 保持):0.2 μA

5种节电模式

低于6s静止状态唤醒时间

16B RISC 构架, 62.5纳秒指令时间周期

3通道内部DMA

6或者7个16通道Σ-Δ模拟到数字转化器 (A/D)

差分PGA输入转化器

16位B时钟器,具有3个影子寄存器捕获/比较器

16位3寄存器比较功能A 时钟

片上比较器

4个通用串行通信接口 (USCI) 模块

USCI_A0 和 USCI_A1

增强型 UART 支持

自动波特率监测

IrDA 编/解码器

同步SPI

USCI_B0 和 USCI_B1

I2C

LCD 驱动

实时时钟功能基本定时器

32位硬件乘法器

掉电监测

电源电压监控器/可编程水平监测

板载串行编程, 无需外部编程电压

代码保护功能

引导载入程序

片上仿真模块

MSP430F471xx 应用信息

图1.端口P1, P1.0 到P1.5, 输入/输出带施密特触发器

图2.端口P1, P1.6和P1.7, 输入/输出带施密特触发器

图3.端口P2, P2.0 到P2.5, 输入/输出带施密特触发器

图4.端口P2, P2.6和P2.7, 输入/输出带施密特触发器

图5.端口P3, P3.0 到P3.3, 输入/输出带施密特触发器

图6.端口P3, P3.4 输入/输出带施密特触发器

图7.端口P3, P3.5 到P3.7, 输入/输出带施密特触发器

图8.端口P4, P4.0 和P4.1, 输入/输出带施密特触发器

图9.端口P4, P4.2 到P4.7 输入/输出带施密特触发器

图10.端口P5, P5.0, 输入/输出带施密特触发器

图11.端口P5, P5.1到P5.7, 输入/输出带施密特触发器

图12.端口P7到P10, 输入/输出带施密特触发器

采用MSP430F471xx的三相电度表设计

下文图示了如何用 MSP430F471xx 实现3相电表设计方案。本报告包括计量软件所需的资料、硬件以及校准程序设定。

图13.采用MSP430F47197的三相四线星形连接图

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