基于CORTEX的STM32的三相電能表方案

　　為了盡量少的占用CPU時間，需要使用STM32內部的硬件SPI和DMA單元實現數據傳輸，而STM32的內核根據DMA的傳輸結果來批量獲取基礎數據并啟動數據處理程序。硬件連接關系如圖4所示。

　　在STM32的硬件設置程序中，需要關閉SPI的所有中斷，設置SPI為從模式，并選取一個DMA通道與之協同工作，自動將SPI從模式收到的數據保存在指定的內存地址。為了令AD73360正確采集數據，還必須根據使用要求配置AD73360的內部寄存器，令AD73360處于數據模式并主動向STM32發送采樣數據。

　　三、主要電能參量的計算

　　AD73360是固定周期采集，我們使用的是150Hz或160Hz，即每周期采集150/160點，為此AD73360采用的時鐘是6.000MHz或16.384MHz，系統中對AD73360的配置為DMCLK分頻因子為2048。AD73360是差分采集，很方便進行過零點檢測和直流分量調節，以保證信號幅度對稱，從而減小系統誤差。

　　電壓測量(有效值)計算式：

　　式中：U-電壓有效值，n-每周期采樣點數， uk —電壓采樣值

　　電流測量(有效值)計算式：

　　式中：I-電流有效值，n-每周期采樣點數， ik-電流采樣值

　　在得到的電流電壓有效值基礎上計算出總功率S通過對時間積分的電流電壓積得到有功功率P，無功功率Q是總功率S與有功功率P之差，功率因數是有功功率P與總功率S的比。

　　對于單器件和三相四線星形負載的有功功率和無功功率的計算匯總如下：

　　單元件有功功率計算式：

　　式中： P-單元件有功功率，n-每周期采樣點數， uk-元件上電壓采樣值， ik-元件上電流采樣值

　　單元件無功功率計算式：

　　式中：Q-單元件無功功率，n-每周期采樣點數， uk-元件上電壓采樣值， ik-元件上電流采樣值(90度移相后)

　　三相四線三元件有功功率計算式： PΣ=Pu+Pv+Pw

　　式中： PΣ-三相有功功率，Pk -(k=u,v,w)各相有功功率

　　三相四線三元件無功功率計算式： QΣ=Qu+Qv+Qw

　　式中： QΣ-三相無功功率，Qk -(k=u,v,w) 各相無功功率