基于TI-MSPM0L1306 芯片的電表測量

1   簡介

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(jìn)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, &reg_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(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的處理和分析；通過對ADC 的輸出進(jìn)行適當(dāng)?shù)男盘柼幚恚缤ㄟ^軟件濾波或算法來減少噪聲和干擾，從而得到更準(zhǔn)確的電壓讀數(shù)。

（本文來源于《EEPW》202412）