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基于MSP430的三相電能表SA9904B采集系統
摘要
本文介紹由TI 公司的MSP430F435 單片機和SAMES 的SA9904B電能測量集成芯片組合成三相電能表的無用功率和有用功率等參量的采集系統。
關鍵詞
MSP430 SA9904B 采樣
1、前言
目前新型的電子式多功能電能表已逐漸取代老式電子電能表。由于模數轉換電路采樣精度，及微處理器的價格，軟件的開發難度，存在不少問題和難度。本文基于德州儀器的MSP430F435單片機，介紹采用SAMES的SA9904B高集成度的采樣芯片進行三相電能的有用功和無用功等參量的采集，取代傳統的數模采樣電路。
三相電能表功率參量的采樣是一個十分重要的問題，其實現方式決定了電能表的測量精度及相應軟件開發的難易程度，產品的整體開發成本的高低。
2、系統介紹
電能表的采樣方式及采用什么MCU有多種方案，不少已經投入實際使用。但是基于MSP430 單片機采用高度集成的采集芯片SA9904B進行電流和電壓采樣的電能表還沒有廣泛投產使用。盡管美國TI公司給出了電能表采樣方案，但是其采樣電路比較復雜，難于調試。沒有采用專用的電能表的采用芯片。
圖1是多功能三相電能表的采樣部分，合理的把TI 的MSP430單片機和SAMES的 SA9904B集合，發揮各自的優勢，避開復雜的采樣電路的設計，采用現成的高精度采樣芯片。
2.1、硬件部分：
MSP430F435
T1公司的MSP430系列單片機是一種具有超低功耗的功能強大的單片機。新開發的F系列具有Flash存儲器，在系統設計，開發調試及實際應用上比其他MCU都有比較明顯的優勢。
1、超低功耗
MSP430F系列運行在1MHZ時鐘的條件下時，工作模式不同為0.1~400uA,工作電壓為1.8~3.6V。
2、 超強處理能力
8MIPS的CPU內核，16位×16位的硬件乘法器。
3、靈活的配置方法
MSP430 F系列具有豐富的尋址方式，只需要27條指令；片內寄存器數多，可以實現多種運算；有高效的查表處理方法。這一切保證了可以編譯出高效的程序。許多中斷，可以嵌套，使用方便。
4、片上集成外圍功能模塊
MSP430 F系列集成了較多的片上外圍設備。這些外圍設備功能相當強大：12位A/D，精密模擬比較器，硬件乘法器，2組頻率可以達到8MHZ的時鐘模塊，2個帶有許多捕獲比較的16位定時器，看門狗功能，2個可實現異步和同步及多址訪問的串行通信接口，數十個可實現方向的設置及中斷功能的并行輸入，輸出端口，擁有SPI和UASRT通訊端口。
5、 高效的開發方式
MSP430FX系列具有FLASH存儲器，這一特點使得它的開發工具相當簡便。利用單片機自身帶有的JTAG接口或片內BOOT ROM內固化的默認的加載程序載入器Bootstrap可以進行串口或并口，通過UART將程序代碼裝入Flash 存貯器中。
可以在一臺PC及一個小JATAG控制器的幫助下實現程序的下載，方便的完成在線程序調試。
SA9904B
SAME
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