基于ATMEGA32單片機的三相網絡電力儀表的研制

(9) 外形尺寸:96mm×96mm×84mm

(10)重量：約0.4kg

2．硬件系統設計

具體硬件電路包括電流、電壓輸入電路、電能處理部分(數據采集電路邏輯判斷電路) 、LCD顯示電路、按鍵輸入電路、開關電源電路、時鐘電路、RS485串行通訊接口電路、2路開關量輸出、2路開關量輸入電路等，硬件系統結構示意圖如圖1

圖1 三相網絡電力儀表硬件系統結構示意圖

2．1信號的采樣

2．1．1電壓的采樣

本設計采用電壓互感器PT將電網電壓(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通訊電路設計

顯示接口電路[35]具體所用芯片為HT1625，HT1625是一款顯示段數為512，存儲器映射的多功能LCD，驅動器HT1625的軟件配置特性使其適合于各種LCD的應用，包括LCD模塊和顯示子系統, 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口設計三個按鍵，實現操作信息傳遞。

3軟件系統設計

本儀表的軟件開發是用C語言編寫的應用軟件，程序包括主程序、鍵盤中斷程序、鍵盤處理子程序、數據采集子程序、數據處理子程序、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、結束語

在三相網絡電力儀表的研制過程中，我們對硬件系統和軟件系統進行認真細致地設計、調試，確保整個測試系統的可靠性和穩定性。

該儀表還提供了RS485通訊接口，采用Modbus-RTU通訊規約，可以方便的與各種PLC、工業控制計算機通訊軟件等實現組網

該儀表已通過中國計量測試研究所鑒定，完全實現了預期的技術指標，目前該表已小批量生產。