基于ATMEGA32单片机的三相网络电力仪表的研制

(9) 外形尺寸:96mm×96mm×84mm

(10)重量：约0.4kg

2．硬件系统设计

具体硬件电路包括电流、电压输入电路、电能处理部分(数据采集电路逻辑判断电路) 、LCD显示电路、按键输入电路、开关电源电路、时钟电路、RS485串行通讯接口电路、2路开关量输出、2路开关量输入电路等，硬件系统结构示意图如图1

图1 三相网络电力仪表硬件系统结构示意图

2．1信号的采样

2．1．1电压的采样

本设计采用电压互感器PT将电网电压(如220V)变换为采样电压，采用三个电压互感器220V/0.5V(精度0.1级)，通过差分电路形式，由ATT7022B芯片分别采样三相四线的三相相电压信号，并由ATT7022B输出一个直流2.4V电压作为差分电路的偏置电压。同时ATT7022B还提供选择三相四线和三相三线采样的管脚，这样达到了一机多用，降底了成本。

2．1．2电流的采样

本仪器使用三个电流互感器1.5(6)/5mA的精密电流互感器采样三相的相电流，先将电流输出量转换为电压降信号，而后通过差分电路形式，由ATT7022B芯片采样分别采样三相四线的三相相电流信号，并由ATT7022B输出一个直流2.4V电压作为差分电路的偏置电压。

2．2显示接口和485通讯电路设计

显示接口电路[35]具体所用芯片为HT1625，HT1625是一款显示段数为512，存储器映射的多功能LCD，驱动器HT1625的软件配置特性使其适合于各种LCD的应用，包括LCD模块和显示子系统, HT1625与CPU（普通I/O口）通信只需要3到4条线；485通讯电路采用光电隔离输入/输出接口；通过I/O口设计三个按键，实现操作信息传递。

3软件系统设计

本仪表的软件开发是用C语言编写的应用软件，程序包括主程序、键盘中断程序、键盘处理子程序、数据采集子程序、数据处理子程序、显示子程序、看门狗子程序和重要信息保护子程序等。软件主程序流程图如图2：

图2 软件主程序流程图

4、结束语

在三相网络电力仪表的研制过程中，我们对硬件系统和软件系统进行认真细致地设计、调试，确保整个测试系统的可靠性和稳定性。

该仪表还提供了RS485通讯接口，采用Modbus-RTU通讯规约，可以方便的与各种PLC、工业控制计算机通讯软件等实现组网

该仪表已通过中国计量测试研究所鉴定，完全实现了预期的技术指标，目前该表已小批量生产。