IPC内嵌TMS320F206电表校验的接口实现

和IPC进行正常的双口存储空间访问。需要注意，/BUSY引脚必须接上拉电阻才能正常工作(图中从略)。

DSP和被测量信号的连接

系统的被测量信号主要是电压、电流的幅值、频率和相位。频率和相位测量通过比较器接入TMS320F206的中断引脚，再配合内部的定时器即可以测量和处理，这里不再多述。幅值的测量就是要对已经按精度要求和按比例变换减小后的电压电流信号进行精确测量。为了发挥DSP的特点，对被测信号进行高速采样和滤波处理，用2片ADS7805同时分别对变换后的电压电流信号采样和A/D转换，然后读取并进行数字滤波处理，A/D转换及测量电路如图3所示。ADS7805转换结果以补码表示，最高位为符号，15位数据，对数据的实际分辨率可达到1/32767。由于对A/D转换进行控制和读取是属于I/O操作,所以用TMS320F206的I/O控制信号/IS和地址线组合译码,电路中，当TMS320F206对地址7XXX进行操作时，会同时启动2路ADS7805进行A/D转换;当对地址2XXX进行输入，将读入被测电 压v的转换结果;当对地址4XXX进行输入，将读入被测电流i的转换结果。

高灵敏度演示电表

教学中常用的大型演示电表，其灵敏度低，缺少低电压、小电流挡。在需要精确测量低电压、小电流的实验中，由于存在较大的误差，难以达到令人满意的实验效果。本电路使用运放集成电路来提高灵敏度，从而弥补了以上不足。本电表可应用于以下实验：闭合电路的欧姆定律；晶体三极管的电流分配和放大作用；通过测量，找到金属导线的电阻与导线长度、横截面积及材料的关系；电路端电压与外电路电阻的关系；电池的串联和并联；伏安法测电阻；用电流表和电压表测电池的电动势和电阻；单根导线切割磁力线产生感生电流。高灵敏度演示电表电路原理如图所示。

输出电表平自动控制的LC振荡器

R8C/2G电表MCU电路板电路图

电能计量IC配合闪存单片机实现灵活创新的电表设计

近年来，市场上固定功能的电表集成电路（IC）不断增多，这使得在电表设计方面保持竞争力变得越来越困难。许多模拟前端（AFE）电能计量IC都采用△-∑ ADC，并通过基于ROM的固定功能状态机来计算功率输出。这些IC不能进行修改，也不能用于电能测量之外的其他功能。

数字计算模块（例如有功功率、视在功率和RMS电流与电压）的功能都是固定的，以固定频率运行，具有固定的输出精度。虽然这些器件可以良好地执行它们的固定功能，但这种方案对于设计师来说不够灵活。

　　图1a 典型的基于ROM的电表设计

　　图1b 消除电能计量IC和闪存MCU之间的界线

以前，IC制造商只提供基于ROM的电能计量IC作为执行这些功能的开源解决方案；现在，他们以△-∑可配置闪存设计的形式提供解决方案。本文介绍了一个完整的电表设计示例，使用大约7 KB的程序字来实现完整的三相电表IC。该设计由中断驱动，仅使用50%的中断处理时间（系统的电源频率为60 Hz，每个周期进行128次采样）。在130μs的时间窗中，大约65μs的时间用于全部三相的计算，包括失调电压、增益和相电压的校准，以及LSB的调整。高精度电表设计的功率输出寄存器最高需要48位，所以在低成本的8位单片机（MCU）上执行这种数学计算并非轻而易举。这种闪存方案具有很大的灵活性，相比基于ROM的电表IC具有很多优点，本文将对此进行介绍。

基于ROM的电表设计需要依靠外部存储器进行电表校准，并智能加载状态机，这是一种成本较高的两阶段方案。信号流的第三个阶段必须将校准常量装入固定功能的电能计量IC中。通过将基于ROM的AFE中的计算功能与基于闪存的中央MCU相结合，可以省去其中的一个阶段。电表校准算法和常量可以全部包含在一个阶段中，这有助于减少IC数量和降低系统成本。

电表精度要求可靠的模拟性能

在做出关于计算和电表校准的设计决定之前，设计师必须确定模拟设计是可靠的。系统的模拟和ADC性能最终会限制电表的整体精度。在设计趋势的推动下，分流电流和信号越来越小，所以ADC噪声较低、分辨率较高的电能计量IC会更符合市场的需求。要开发符合IEC标准的电表（包括0.5和0.1级电表），低噪声、串扰可忽略、具有优良线性度的16位双通道ADC会是一个坚实的起点。

Microchip Technology的MCP3909电能计量IC是一款△-∑器件，特别针对符合以上条件的电能计量应用而设计，它包含有灵活的数字模块和通信通路。该IC的两个板载16位模数转换器的信噪失真比（SINAD）为82 dB，支持远超出IEC要求的动态范围测量。该IC的板载PGA（增益可达32 V/V）支持如下面所示的信号大小和测量误差精度。此外，器件还允许设