基于计量芯片ADE7758的三相多功能电表设计(精)
技术与应用基于计量芯片ADE7758的三相多功能电表设计杜欣慧王茜（太原理工大学电气与动力工程学院，太原 030024）摘要利用Analog公司2005年生产的电能计量专用芯片ADE7758设计一个三相电能表，采集数据准确，控制性能灵活且性价比高。
本文阐述了基于ADE7758和STC89C52的电表的整体设计及工作原理，重点讲述ADE7758电能计量芯片的外围设计以及与STC89C52的通信连接。
使用模块化思想和嵌套方法分别对硬件进行设计、对软件进行编程。
关键词：ADE7758；电能表；数据采集；SPIThe Design of Multi-Functional Power Meter Based on ADE7758Du Xinhui Wang Qian（School if Electrical and Dynamical Engineering of Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024）Abstract The three-phase watt-hour meter is designed based on the electric energy testing chip ADE7758 which is produced by Analog at 2005. It has some advantages such as data collection accuracy, control flexibility and cost-effective. This paper details the whole designed of power meter and its working principle, focusing on the peripheral circuits of ADE7758 and its serial communication with STC89C52. Blocking design idea and nested method had been considered in hardware designing and software programming.Key words：ADE7758；power meter；data collection；SPI随着我国经济的发展，电力供应呈现紧张局面，论文采用芯片ADE7758，并配合STC89C52主尤其在沿海地区，工业、经济发达的城市尤为严峻，控，最终完成了电表的硬软件设计。
对电能计量的要求也逐步升高。
电子技术和计算机1 电表整体方案设计及工作原理的高速更新改变了当前社会，也使电表的设计有了1.1 方案设计突破性的变化，目前对电表的要求已经不再是简单本方案所设计的电能表由电气参数检测、的数值计量，而是集合了计量、管理、自动抄表于STC89C52控制、12864显示、采集数据的存储、信一体的高科技新技术产品。
贴片式电子元器件及大息通信及外部电源等部分组成，框图参考图1所示。
规模集成电路的采用，使得电表自身寿命及准确度检测部分以数字电能表芯片ADE7758为中心，获取均有极大提高。
美国AD公司生产的电能测量集成有功电量、无功电量、电压、电流、频率等数据，并电路ADE7758，体积小且动态范围可达1000:1，具通过SPI传至MCU。
控制部分以STC89C52为核心，有数字积分、数字滤波和众多实用电能检测、计量配以各种外围芯片，包括实时时钟、存储器AT24C02等功能。
研发者仅仅只需要将此芯片与MCU做SPI和高品质液晶12864等，微处理器根据当前的电量信通信即可获得相应的计量数据，并且勿需人为干预，息完成各种参量的计算，并显示在液晶屏上。
通信部大大减轻了设计人员的负担，更有利于性能的提高，分采用RS485半双工通信方式，用于向上位机实时成本的降低。
配合现有的通信技术便足以实现多种传送数据、编写程序。
供电模块出于节能理念，采用应用功能，如自动抄表、实时电价、分时电价、预高频电源开关，以适应不同电源电压环境。
付费等。
42 2012年第2期图1 电表结构框图1.2 电表工作原理美国Analog Devices 公司2005年推出的专门用于计量三相电量多功能的ADE7758芯片是一种具有高精确度的三相电能测量 IC，脉冲输出有两路，串行口一个。
ADE7758 集成了数字积分、温度敏感元件、基准参考电压源等，并包含各种必需的信号处理电路，如有功功率、复功率、视在功率、有效值的测量以及数字方式校正系统误差（增益、相位和失调等）。
ADE7758电流采样通过电流互感器实现，电压采样通过分压电阻网络实现。
采样信号经信号放大PGA1，PGA2和模数变换ADC转换为对应的数字信号，之后，电流信号经电流通道内的高通滤波器HPF滤除DC分量并且数字积分后，与经相位校正Φ的电压信号相乘，产生瞬时功率。
瞬时功率信号经过低通滤波LPF2后分离出平均功率，平均功率在能量累加器中不断累加，再经数频转换DFC后转换为脉冲输出。
STC89C52通过对脉冲计数实现能量的计算。
2 硬件设计及相应注意问题2.1 采集电路的设计方法ADE7758有六路模拟信号输入，可分为电流通路和电压通道，如图2所示。
电流通道有3对差分电压输入，分别是 IAP，IAN；IBP，IBN；ICP，ICN。
通过3个电流通道的最大信号电压为±0.5V。
ADE7758具有的单端电压输入通道为三路，分别是 VAP、VBP和VCP。
输入电压变化范围最大值同样是±0.5V。
因此数据采集电路包括电流和电压两个采集模块。
以A相模拟通道为例，电压信号首先经过两个电阻构成的衰减网络衰减，再经RC滤波送至VAP端子，两个倒置的二极管构成保护电路。
由R1、R2构成的衰减网络设计其拐角频率为3dB，用以与后面的RC网络匹配。
电流互感器CT出来的电流信号，经RC电路（由R4、C2 、R5构成）做相序的补偿。
一般技术与应用CT会产生0.1～1°的相角误差，使用ADE7758的相位补偿功能进行相位调节（APHCL、BPHCL、CPHCL），可以大大减小相角误差的影响。
其他各个相应输入端子的抗混叠滤波网络分别由R3，R6、R9、C1、C3、C5构成。
数字采样处理中的特有现象是频率混叠。
混叠现象产生于两倍的信号最高频率大于采样频率时。
混叠会产生假频，并严重影响测量结果。
图2 数据采集接口电路图2.2 单片机与ADE7758的接口设计单片机与ADE7758连接的通信电路如图3所示。
ADE7758的SPI端口由端子DOUT、SCLK、DIN、CS、IRQ构成。
ADE7758与单片机之间经过高速光电耦合进行串口信号的传输，此设计使用光电隔离器6N137和TLP421，不仅具有良好的电磁兼容性，而且保证了数据采集、计量的实时性。
IRQ为ADE7758的中断申请输出，低电平有效。
APCF和VARCF分别为有功、无功能量脉冲输出端子，可用来实现有功、无功能量的计量。
图3 单片机与ADE7758接口电路2.3 需要注意的问题ADE7758没有复位端，当模拟电压低于4V时，内部直接复位。
当ADE7758与MCU使用不同电源时，MCU要经常监视7758内部寄存器是否变化，防止电源波动导致7758内部复位，使校准参数发生改变而导致计量错误。
若用PT采样电压信号时，则7758与MCU的管脚可通过1个1kΩ的电阻直接相连；若用电阻分压采样电压信号时，则需通过高速光耦相连。
2012年第2期 43技术与应用3 软件设计软件的变成设计采用嵌套的方法，分为主程序和中断程序两大部分。
主程序用于起动软件及各个模块初始化，如图4所示。
中断程序用于对各事件进行处理，例如ADE7758响应MCU、按键处理、数据通信处理等。
考虑采用嵌套思想，在编程时需注意层次关系及子程序是否跨区。
图4 主程序框图实现ADE7758的所有功能，可采用读写片上寄存器，即ADE7758的各种设定和操作主要是对其众多寄存器的读和写。
在读、写每个寄存器时，首先要执行一个写通信的操作，然后数据开始传输。
电能表的测控命令和测量信息可经多种方式与MCU通信。
MCU完成对ADE7758的配置，包括工作模式、测量模式、波形采样模式、值偏差补偿量和中断模式等。
ADE7758是通过中断方式与MCU进行数据交换。
根据不同中断产生响应信号，并将标志位置1，IRQ引脚输出从高电平变为低电平，MCU检测到相应引脚跳变信号后开始中断处理。
此中断源主要有电压、电流过零，电压电流过大，断相错误等电网出现异常的情况。
在分时段计量时，选取一时间段，比如，此时段属于用电高峰期，电力公司为缓解用电高峰，达到削峰填谷的目的，可制定此时电价稍高于平时。
程序设计中，通过两个变量flag1和flag2来保存时间参数，令flag1为选定时间段17:30-19:30内的标志，而flag2为其他时间段。
采用T0中断方式进行有功电量参数的累加计量。
程序框图设计参见图5。
4 电表校准校表的流程包括电压增益校准、电流增益校准、电流失调校准、有功增益校准、相位校准和有功/无功失调校准。
现列举电压校准的方法。
三相电压Un通入后，设寄存器VRMSGAIN=0，便可读取三相电压有效值Uf，计算各相的电压增益，公式为：Un=Uf(1+VRMSGAIN/4096)，将结果分别置入各相的VRMSGAIN寄存器。
442012年第2期图5 分时段电能计算比如，Un =220V，A相电压Uar=242.6V，则AVRMSGAIN=(Un/Uar-1)×4096=(220/242.6-1) ×4096=-381=oxFE83将VRMSGAIN置入0xFE83，即完成A相电压增益的校准。
5 电表功能系统配置3个按键，占用单片机P2.2－P2.4口，如图6所示经与门逻辑与采用中断方式工作。
图6 单片机按键连接电路图可以实现如下功能：①查看系统一段时间内总的有功功率、无功功率；②可采集瞬时分相电压、电流、功率因数等数据并显示；③通过对时间的检测，可实现电量参数的定时存储，对有功电量分时段计量，达到多费率的功能；④按键可对时钟初值进行调整；⑤对异常事件进行中断记录。
6 结论本文对三相电能测量表进行了详细的设计，上述的五项功能已在实验室中实现，但因山西省目前未实行分时电价，功能三暂时不能应用于实际，其余的4项功能均可用于实际。
使用ADE7758芯片使电力测量模块的设计难度有所简化，提高了精度、（下转第48页）技术与应用示）、手动操作控制画面、自动参数设定画面、历史趋势记录画面、报警汇总记录画面等五个部分组成。
ADE78xx系列三相多功能计量芯片
电子发烧友 电子技术论坛The World Leader in High Performance Signal Processing SolutionsADE78xx系列 三相多功能计量芯片 2009年5月 电子发烧友 电子技术论坛讲演提纲u ADE78xx u ADE78xx系列产品概述 特性和优点u 产品状态和发展规划u ADE7878硬件设计2 电子发烧友 电子技术论坛ADE78xx 系列产品: 基本功能特性u在有功功率和无功功率计量上超越了现有大部分标准l l在25ºC 下1000：1动态范围内计量精度优于0.1% 在25ºC 下3000：1动态范围内计量精度优于0.2%u同时提供有功和无功(基波+谐波)总能量，和基波有功和无功能量，谐波能量可通 过简单减法运算获得 提供完整的电量测量，包括有功/无功/视在功率，电流/电压有效值等 提供电池供电模式下的电流监测，可用于防窃电检测 完整的ADE78xx系列产品可满足不同的成本和功能需求lu u u提供四种不同的型号 ADE7878, ADE7868, ADE7858 和 ADE78543 电子发烧友 电子技术论坛ADE78xx 系列产品概述A相电流信号 电压信号ADC ADC ADC ADC ADC ADC ADC ADC ADC ADC ADC ADC101011...B相电流信号 电压信号Per Phase RMS, Active, Reactive, & Apparent Energy Harmonic + Fundamental & Fundamental Only (Watt, VAR)Digital- toFrequencyI²C/SPIC相电流信号 电压信号or I²C & HSDC零线电流信号ADC ADC ADCCurrentWaveform高精度7个ADC通道4高性能的专用DSP 电子发烧友 电子技术论坛ADE7878:功能结构图R ESET 4 REFin/out 17 VDD 26 AGND 25 AVDD 24 DVDD 5 DGND 6 AIRMSOS LPF CLKIN 27 POR CLKOUT 28 1.2V REF LDO LDO LPF 2 LPF 3 PM1 PM0x2ΣAIRMSx2AIGAIN IAP IAN 7 8 PGA1 ADC HPF Digital IntegratorΣAVRMS CFxDENΦAPHCAL AVGAIN HPFAVRMSOS AWATTOS LPF Σ Phase A,B and C data AVAROS CFxDEN DFC:33CF1VAP23PGA3 ADCΦACTIVE/ REACTIVE/APPARENT TOTAL/FUNDAMENTAL ENERGIES AND VOLTAGE/CURRENT RMS CALCULATION FOR PHASE B (see phase A for detailed data path) Computational Block for Total Reactive Power ΣDFC:CFxDEN34CF2IBP IBN VBP9 12 22PGA1 ADCDFC:35CF3/HSCLKPGA3 ADCAFWATTOS 29 SPI/I2C 32 36 38 IRQ1 SCLK/SCL MOSI/SDA MISO/HSD IRQ0ICP ICN VCP VN13 14 19 18PGA1 ADC ACTIVE/ REACTIVE/APPARENT TOTAL/FUNDAMENTAL ENERGIES AND VOLTAGE/CURRENT RMS CALCULATION FOR PHASE C (see phase A for detailed data path) Digital IntegratorComputational Block for Fundamental Active & Reactive PowerΣ AFVAROSΣPGA3 ADCNIGAIN INP INN 15 16 PGA2 ADCHPFNIRMSOS LPFDigital Signal ProcessorNIRMSI2C37 39SS/HSAx2ΣHSDC 电子发烧友 电子技术论坛ADE78xx系列产品 超越了工业上对电能计量的精度需求uuADE78xx 在有功率的计量上超越了0.2级表的精度和动态的要求。
基于ADE7878的智能三相电度表的设计(任务书)
基于ADE7878的智能三相电度表的设计(任务书)任务书设计题目：基于ADE7878的智能三相电度表的设计设计目标：1. 设计一种智能三相电度表，能够准确测量三相电能，并实现实时数据采集与传输；2. 利用ADE7878芯片实现功率计算、电能计算与数据处理；3. 实现多种数据读取方式，包括本地显示和远程数据访问；4. 建立安全可靠的通信机制，确保数据传输的隐私和完整性；5. 考虑产品的可靠性、稳定性和易用性。
设计内容：1. 系统硬件设计：a. 选择合适的外部电源，并设计供电电路；b. 选取适当的传感器进行电流和电压测量，并与ADE7878芯片连接；c. 设计时钟电路，提供稳定的时钟信号；d. 设计运算放大电路，用于对输入信号进行放大；e. 设计滤波电路，用于滤除噪声和干扰；f. 连接通信模块，用于与远程服务器进行数据传输；g. 设计显示电路，用于本地数据显示。
2. 系统软件设计：a. 编写驱动程序，控制ADE7878芯片完成数据采集和处理；b. 设计采样算法，对输入信号进行采样，并进行滤波和放大处理；c. 实现功率计算和电能计算算法；d. 编写通信模块驱动程序，与远程服务器进行数据传输；e. 设计用户界面，实现本地数据显示和操作功能。
3. 系统测试与验证：a. 搭建实验环境，进行系统硬件连接；b. 编写测试程序，验证系统硬件与软件的功能和性能；c. 对系统进行实际测试，验证系统测量数据与实际情况的吻合程度；d. 进行系统稳定性和可靠性测试。
参考文献：1. ADE7878 Datasheet, Analog Devices, Inc.2. ADE7878 Reference Manual, Analog Devices, Inc.3. 吴立峰, 刘捷. 单片机与嵌入式系统设计. 清华大学出版社, 2015.进度计划：1. 第一周：研究ADE7878芯片的功能和使用方法，理解设计需求；2. 第二周：进行系统硬件设计，包括电路选择、传感器选择和外围电路设计；3. 第三周：进行系统软件设计，包括驱动程序编写、算法设计和通信模块设计；4. 第四周：系统测试与验证，包括实验环境搭建、功能性测试和性能测试；5. 第五周：撰写设计报告，包括设计思路、实现方法、测试结果和结论；6. 第六周：进行设计报告的修改和完善，并准备答辩。
基于高速单片机内核的高精度三相数字电表设计
基于高速单片机内核的高精度三相数字电表设计Desi g n of3-Phase H i g h Precisi o n El e ctri c Power M etersBased on H i g h Speed S i n g l e Chi p Computer魏柠柠金向东吴红莲(浙江大学信息与电子工程学系,杭州310027)摘要:谐波功率的计量能力直接决定着电表的精度等级。
为了提高高精度三相数字电表的性价比,提出了一种应用高速单片机内核的设计思想。
介绍了用单片机实现小测量的系统硬件框架、软件设计及与之相关的算法设计;叙述了软件流程、算法分析、单片机选择;综合分析了将误差控制在1%对单片机处理能力的要求。
关键词:三相数字电表有功功率无功功率移相网络单片机中图分类号:T M933 2文献标识码:AAbstract:The accuracy grade o f e l ectric me t ers di rectl y depends on the m eteri ng capabilit y on har moni c po w er.In order to enhance t he cost effecti veness of h i gh prec i si on3-p hase di g ital e l ectric power meters,t he new concept o f usi ng hi gh-s peed si ng l e chi p co mputer as the kerne l is proposed.The hard ware fra m e o f t he meas uri ng syste m w i th si ng l e ch i p computer,desi gn o f so ft w are and relevant algor it h m s,program fl ow chart,al gor i th m anal ysis,and selection consi dera ti on of single ch i p computer are presented.The processi ng requirement on si ng l e chi p co mput er to m eet t he1%error t arget is ana l yzed.K ey words:3-phase digital electric power meter A ctive power R eacti ve power Phase shifti ng net work Si ng le chi p co mputer0引言电子镇流灯、计算机显示器、空调等非线性负载是谐波负载电流的主要来源,并导致输电线电压出现大量谐波。
基于计量芯片 ADE7878的费控智能表设计
图 ｌ ＡＤＥ７ ７ ８ ８的外 围硬 件 电路 设 计
内采 用 的是 ＡＲＴＣ０Ｓ操 作 系统 ，该 系统 符 合 《中国金 融 集成 电 路 （Ｃ）卡 规范 》 Ｉ ，支 持 安 全 数 据 传 输 ， 支持 明文 、加 密 、加 密 校验四种传 输模式 ； （） Ｃ ６ Ｌ Ｄ显 示电 路和 Ｌ Ｄ显 示 ：液 晶显 Ｅ 示 内 容 包 括 数 字 、 代码 和符 号 三 种 ，设 爿 采 用 两 片 基 于 Ｉ Ｃ 的 ＰＣＦ ５ ６ ２ ８ ７ ＣＴ 来 进 行 液 晶 驱 动 。 实 现 原 理 是 把 要 显 示 的 数 据 传 给 ＰＣＦ８ ７ ５ ６Ｃ， 它 将 接 收 到 的 字 节 数 据 按 照 所 选 择 ＬＣＤ 驱 动 方 式 填 充 在 显 示 ＲＡＭ 中 。
ห้องสมุดไป่ตู้
（ ） 据 存 储 电 路 ：此次 设 计 的电 能 表 ４数
采 用 ３ Ｋｂｉ ４ ｔ的 ＥＥＰＲ ＯＭ ， ３ ｂｉ ２Ｍ ｔ的 Ｆ ＬＡＳ ， ２ ６ ｉ 的 非 易 失 性 的 Ｆ—ＲＡＭ ， Ｈ ５ Ｋｂ ｔ 既 满 足 了 存 储 数 据 和 程 序 的 要 求 ， 也 具 有 不 会 断 电 丢 失 数 据 ， 快 速 读 取 数 据 ， 无 限 的读写操作和 低功耗的特点 ； （ ） Ｕ 卡读 写 电路 ：此次 设计 ＣＰＵ卡 ５ ＣＰ
设计
ＡＤＥ７ ７ ８ ８的 电 压 电 流 通 道 输 入 信 号 范 围 为 ± ０． Ｖ ， 此 次 设 计 的 电 表 额 定 电 压 为 ５ ２ ０ ， 道 采 用 ５个 ２ ０ ｏ 的 电 阻 和 一 个 ２Ｖ 通 ０ Ｋ ５１ 的 电 阻 分 压 ， 加 额 定 电 压 时 输 入 信 ０Ｑ 号 电 压 为 ｌ ｍＶ ． 用 多 个 电 阻 的 目 的 是 １ ２ 采
ADE7758
ADE7758在新型电能监控系统中的应用与研究作者：刘庆谢雪松张小玲刘书萌来源：《现代电子技术》2011年第24期摘要：为了满足当今企业电能监控系统的需求，达到低成本、高精度、简化设计的目的，提出了一种使用三相电能计量集成电路ADE7758分时实现单相、三相电能监控功能的解决方案。
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根据此对计量方案的继续优化进行了探讨。
关键词：ADE7758；驱动程序；应用程序；校准中图分类号：TN710-34； TM933 文献标识码：A 文章编号：1004-373X(2011)24-0155-03 Application of ADE7758 in New Electric Energy Monitoring SystemLIU Qing, XIE Xue-song, ZHANG Xiao-ling, LIU Shu-meng(Reliability Physics Lab, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China)Abstract： To meet today's demand of electric energy monitoring systems in enterprises, and achieve the goal of low-cost, high accuracy and simplification design, a solution that realizes the functions of single-phase and three-phase electric energy monitoring at different time with the three-phase electric energy metering IC ADE7758 is proposed. The hardware circuit design, driver development, application programming interface and calibration method of the chip were determined through the actual development and testing. The data obtained in the process of electric is offered. In view of the above, the further optimization for the metrology solution is discussed.Keywords： ADE7758; driver; application program; calibration0 引言伴随我国经济的飞速发展，用电紧张的情势日益严峻［1］。
基于ADE7880三相智能电表的设计
基于ADE7880三相智能电表的设计作者：王贝邵李焕秦会斌来源：《硅谷》2013年第22期摘要以智能三相电度表为研究对象，采用单片机STM32F103VCT6和电能计量芯片ADE7880设计了一款带谐波检测功能的三相电度表，系统介绍了信号调理模块、电能芯片模块及上位机。
针对配电网正常负荷情况下的精确计量，提出了分时段计量的远程通信电度表设计方案。
关键词 ADE7880；STM32F103VCT6；精度；谐波中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）22-0034-02随着信息化的高速发展和智能电网研究的逐步展开，配电网的电能计量表计也在逐渐适应信息化的发展要求。
当前，传统的感应式电表已不能满足电网建设的需求。
电子式电度表由于其准确性、可靠性、性价比、功能扩展等方面的优势，已有逐步取代感应式电表的趋势。
本文提出了一种基于ADE7880的电子式三相智能电表的设计，此外该设计还带有谐波测量功能，可对电网质量进行监测。
1 系统硬件组成以及工作原理1.1 系统设计及其功能本系统属于单片机应用系统，配合VC上位机完成显示各种电能参数的功能。
其硬件组成主要包括电流电压采样模块、ADE7880最小系统模块、单片机模块、通讯模块、WINCE显示屏模块。
该电度表具有以下功能：①实时显示电压，电流，功率等电能参数；②可显示电压电流波形；③可显谐波柱状图；④定时记录电能、电压、电流、功率等参数；⑤日负荷数据趋势图及表格。
1.2 系统总框架系统结构是系统设计的基础，它包含了系统的硬件设计及软件开发两个部门，是在对系统功能、技术指标以及性价比等各项因素进行可行性分析的基础上，对多个方案权衡比较后确定的。
本设计的系统结构框图如图1所示。
系统结构框图由以下几个模块组成：采样模块、ADE7880最小系统模块、单片机模块、RS-232通信模块、RS-485通信模块、WINCE上位机模块等。
采用ADE7880作为电能计量芯片，单片机则为STM32F103VCT6，单片机通过I2C总线配置并读取ADE7880的相关电能参数寄存器通过RS-232总线与上位机进行数据传输，WINCE上位机实时显示计量数据图形并定时存储电能。
基于ADE7878的多功能电能表的设计
基于ADE7878的多功能电能表的设计摘要：介绍了基于ADE7878测量芯片和LPC2212嵌入式ARM7平台的电子式多功能电能表的设计思路，实现了对各种电力参数的高精度测量、显示和存储，同时还设置了对各种异常情况进行报警和事件存储的功能。
关键词： ADE7878； ARM7；电子式多功能电能表；电力参数采集近年来，随着国家电网大规模的改造与建设，电子式多功能电能表技术正在快速发展。
电子式多功能电能表采用电子计量原理，具有高精度、高速率、多参数、长寿命计量、性能稳定、操作方便等优势。
美国ADI公司最新推出ADE78xx系列高精度三相电子式电能测量IC,超越了工业上对电能计量0.2S级表的精度和动态的要求，可用于提高商业、工业及住宅智能电表的精度和性能，其中ADE7878功能最全,性能最好。
因此，本文采用ADE7878作为核心计量芯片。
LPC2212是恩智浦公司推出的一款基于16/32位ARM7TDMI-S核、支持实时仿真和跟踪的微控制器芯片，并带有16 KB片内SRAM和128 KB嵌入的高速Flash存储器,具有独特的加密功能。
128 bit宽度的存储器接口和独特的加速结构使32 bit代码能够在最大时钟速率下运行。
LPC2212采用144脚封装、极低的功耗、多个32 bit定时器、多个串行接口、8路10 bit ADC、PWM输出以及多达9个外部中断,其单片可用GPIO为112脚,这些特性使其非常适用于工业控制,对本文所设计的电子式多功能电能表也是非常适合的。
基于本文所设计的电子式多功能电能表的样机已经在逐步完善设计之中,在不久之后即可顺利投入使用。
1 电能计量原理1.1 ADE7878的性能特点 ADE7878是一款高精度电能测量IC，其电压和电流通道均为24 bit Σ-Δ型ADC，提供I2C、SPI、HSDC多种串行数据接口和3个灵活的脉冲输出，可以同时提供基波有功和无功功率、总（基波+谐波）有功和无功功率、视在电能、基波有功和无功电能计量和有效值计算。
基于ADE7753的单相多功能电能表设计
基于ADE7753的单相多功能电能表设计
赵文斌;刘音
【期刊名称】《电测与仪表》
【年(卷),期】2007(044)007
【摘要】本文首先介绍了单相多功能电能计量芯片ADE7753的基本功能和特点,在此基础上,论述了利用ADE7753的各种功能设计适用于特定应用场合的单相多功能电能表的方法及其关键技术:对阻性负载的识别及电压有效值、电流有效值、有功功率的软件校正方法.
【总页数】4页(P25-28)
【作者】赵文斌;刘音
【作者单位】哈尔滨第七○三研究所,哈尔滨,150036;哈尔滨铁路局,科学技术研究所,哈尔滨,150006
【正文语种】中文
【中图分类】TM933.4
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基于ADE7753的单相多功能电能表设计
（ １） 提供有功、无功、视在电能的测量； 电流和电
压有效值测量。 （ ２） 实时提供电流、电压、有功波形数据。 （ ３） 提供电压信号过零点指示方波信号。 （ ４） 电流和电压通道放大器的增益均可由用户编
摘要： 本文首先介绍了单相多功能电能计量芯片 ＡＤＥ７７５３ 的基本功能和特点， 在此基础
上， 论述了利用 ＡＤＥ７７５３ 的各种功能设计适用于特定应用场合的单相多功能电能表的
方法及其关键技术： 对阻性负载的识别及电压有效值、电流有效值、有功功率的软件校正
方法。
关键词： ＡＥＤ７７５３； 多功能； 电能表
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３ 利用 ＡＤＥ７７５３ 设计单相多功能电能表 ３．１ 电能表的特点
考虑到功能、成本、安装的方便性等因素要求， 电 能表被设计成具有如下特点：
（ １） 对有功电量进行计量存储， 有校正脉冲输出， 等级为 １．０ 级； 如所购电量用完， 切断供电；
（ ２） 能对当前电压、有功功率、无功功率、功率因 数进行实时测量；
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｆｉｒｓｔｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ ＩＣ ＡＤＥ７７５３ ． Ｏｎ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ， ｉｔ ｄｉｓｓｅｒｔａｔｅｓ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｋｎｏｗ－ ｈｏｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｍｕｌｔｉ－ ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｗａｔｔ－ ｈｏｕｒ ｍｅｔｅｒ ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｍａｎｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ＡＤＥ７７５３ ａｒｅ ｆｕｌｌｙ ｕｓｅｄ ， ｔｈｅ Ｍｅｔｅｒ ｉｓ ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｔｏ ｓｏｍｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ＡＤＥ７７５３； ｍｕｌｔｉ－ ｆｕｎｃｔｉｏｎ； Ｗａｔｔ－ ｈｏｕｒ ｍｅｔｅｒ
基于ADE7758的医用电网监控仪设计
无 功 以及负荷 的时间分布等 重要用 电参数 ，无法存储用 电情况 的历史数据 ，更无法实现 电网 自动切换 。根据 实际需要 ，本 文
针 对 医疗 用 电 的应 用 的特 点 ， 设计 了 多功 能 医用 电 网监 控 仪 。
２ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ控仪硬 件设 计
采 用 电 子 计 量 原 理 的三 相 多 功 能 监控 仪 ， 具 有 高 精 度 、 多 参 数 测 量 、 谐 波 功 率 电能 计 量 等优 势 。总 体 上 来 说 ，传 统 的 三 相 多 功 能 表 是 稳 态 电 力 负 荷 计 量 产 品 ， 由于 其 应 用 领 域 扩 大 ， 电 力 系 统 对 电表 不 断 提 出新 的技 术 要 求 。现 有 的 三 相 多 功 能 表 性 能和 品 质 ，都 不 能 完 全 适 应 医疗 用 电系 统 的 需 求 。 因此 ， 改 进 产 品 设 计 ，将 医 用 电 网监 控 仪 技 术 水 准 推 向 新 的 高 度 ，无 疑 是 一 个 共 同 关 注 的 课 题 。本 文 基 于 单 片 机 和Ａ Ｄ Ｅ ７ ７ ５ ８ 设 计 一 种 多 功 能 医用 电 网监 控 仪 ，下 面 详 细 介 绍 系 统 的软 硬 件 结构 。 ２ ． １系 统硬 件 结 构 设计
本监控 仪的核心是Ａ Ｄ Ｅ ７ ７ ５ ８ 芯片，该芯片主要包括３ 部分 功
能 ： 数 据 采 集 、 电 参 数 计 量 、 通 信 。 数 据 采 集 功 能 由６ 路２ ４ 位 Ａ ／ Ｄ 转 换 器 实 现 ，３ 路 提 供 给 电流 值 的转 换 ，３ 路 提 供 给 电 压值 的 转 换 ； 电参 数 的 计 量 主 要 由Ａ Ｄ Ｅ ７ ７ ５ ８ 芯 片 的Ｄ Ｓ Ｐ 内 核 实 现 ，绝 大 多 数 的 数 据 处 理 工 作 都 由该 芯 片 完 成 ， 该Ｄ Ｓ Ｐ 内 核 把 处 理 程 序 固化 到芯片 内部 ，能够 自动计算 出多种 电参量 ，保证精度和 速 度 的 要 求 ；通 信 经 由Ｓ Ｐ Ｉ 接 口 实现 ， 单 片 机 ￣ Ｈ Ａ Ｄ Ｅ ７ ７ ５ ８ 通 过 该 接 口传 输 数 据 ， 实 现Ａ Ｄ Ｅ ７ ７ ５ ８ 的 内部 寄 存 器 读 取 和 写 入 。 最 前 端 的 电压 变 送 器 和 电 流 变 送 器 实 现 了 电 压 电 流 的 隔 离 和 转 换 工 作 ，电压变送器完成 电网电压 到可测 电流 的转 换， 电流变送 器