基于ATMEGA32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(tǒng)設(shè)計

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、開關(guān)電源電路、時鐘電路、RS485串行通訊接口電路、2路開關(guān)量輸出、2路開關(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信號的采樣

2．1．1電壓的采樣

本設(shè)計采用電壓互感器PT將電網(wǎng)電壓(如220V)變換為采樣電壓，采用三個電壓互感器220V/0.5V(精度0.1級)，通過差分電路形式，由ATT7022B芯片分別采樣三相四線的三相相電壓信號，并由ATT7022B輸出一個直流2.4V電壓作為差分電路的偏置電壓。同時ATT7022B還提供選擇三相四線和三相三線采樣的管腳，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，而后通過差分電路形式，由ATT7022B芯片采樣分別采樣三相四線的三相相電流信號，并由ATT7022B輸出一個直流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

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，存儲器映射的多功能LCD，驅(qū)動器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；485通訊電路采用光電隔離輸入/輸出接口；通過I/O口設(shè)計三個按鍵，實現(xiàn)操作信息傳遞。

3軟件系統(tǒng)設(shè)計

本儀表的軟件開發(fā)是用C語言編寫的應(yīng)用軟件，程序包括主程序、鍵盤中斷程序、鍵盤處理子程序、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(jié)束語

在三相網(wǎng)絡(luò)電力儀表的研制過程中，我們對硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進行認真細致地設(shè)計、調(diào)試，確保整個測試系統(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)控制計算機通訊軟件等實現(xiàn)組網(wǎng)

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