2 系統(tǒng)總體組成結(jié)構(gòu)及工作原理

　　如圖1 所示整個(gè)系統(tǒng)主要由單片機(jī)主機(jī)電路、控制電路、信號(hào)測(cè)量、聲光報(bào)警電路、按鍵電路、LCD 漢字顯示電路、電源電路和通信電路等組成。P1 口做為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)線(xiàn)，DSP電能芯片采用P3.0 P3.1 P3.2 口接入MCU 用來(lái)向系統(tǒng)提供輸入的數(shù)據(jù)，聲光報(bào)警模塊的工作信號(hào)通過(guò)P2.5 口輸出產(chǎn)生報(bào)警聲音。鍵盤(pán)模塊通過(guò)P2.0,P2.1 和P2.2 口接入MCU 用來(lái)控制系統(tǒng)的6 個(gè)按鍵。系統(tǒng)通過(guò)P1 口和P5.0、P5.1 控制LCD 顯示器，串行通信由P3.6 和P3.7 經(jīng)過(guò)通信接口電路控制U 盤(pán)讀寫(xiě)，系統(tǒng)的電源模塊產(chǎn)生3.3 V、＋5 V 電壓為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的工作電壓。

圖1 系統(tǒng)總體構(gòu)成

　　該系統(tǒng)利用電壓、電流互感器經(jīng)過(guò)差動(dòng)轉(zhuǎn)換后輸入DSP電能芯片進(jìn)行信號(hào)的分析與處理，輸出高精度的三相電壓值、三相電流值、零序電流值、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、功率因數(shù)、基波及諧波電能值等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過(guò)SPI 通訊接口讀出DSP 電能芯片計(jì)算后得支的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后送入LCD 進(jìn)行顯示[4-5]。當(dāng)系統(tǒng)時(shí)間運(yùn)行到U 盤(pán)規(guī)定的寫(xiě)入時(shí)間時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)記錄采集到的所有數(shù)據(jù)。用戶(hù)可以根據(jù)需要通過(guò)鍵盤(pán)輸入設(shè)定采集時(shí)間間隔。系統(tǒng)中設(shè)備編號(hào)可以任意設(shè)定。同時(shí)該系統(tǒng)還可以實(shí)時(shí)顯示工作環(huán)境的溫度和系統(tǒng)時(shí)間。

　　3 系統(tǒng)的主要硬件電路設(shè)計(jì)

　　3.1 信號(hào)差動(dòng)輸入電路設(shè)計(jì)

　　信號(hào)輸入采用差動(dòng)輸入方式，輸入的電流、電壓感器信號(hào)通過(guò)采樣電阻R17 進(jìn)行采樣，C5、C6 進(jìn)行濾波，減少干擾，REFO 通過(guò)10K 限流電阻提供16 位AD 的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)電壓。電壓、電流信號(hào)輸入電路圖如圖2 所示。

圖2 電壓、電流信號(hào)輸入電路