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【原创】基于飞思卡尔KM3处理器的智能电表设计

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     上一篇博文介绍了专门面向智能电表应用的mk系列处理器,今天就以mk3系列处理器为例,介绍一个飞思卡尔给出的单相智能电表的参考设计。

     先看照片:

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从这张图片可以看到,这个设计,上方是一个液晶显示屏,显示屏两边分别有一个指示灯,用来指示有功和无功,显示屏下方有一个按钮,再往下是接线端子。

原理图(附件里有pdf格式原理图)

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从原理图上看,电路主要有以下几个部分:km3微处理器,MMA8491三轴加速度传感器,128kb spi flash,4kb spi eeprom,电源模块,隔离rs232接口,电压采样,电流采样,mc1321x接口,按键等。

电路板元器件布置:

正面:

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背面

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1.处理器内部结构图

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2.接着来介绍几个计算公式

有功:

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无功:

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有功功率:

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无功功率:

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视在功率:

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功率因数:

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本例中有关功率、电能、功率因数的计算都是基于以上公式的。

3.硬件设计

供电电路:

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输出电压计算公式:

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在本设计中,r23为45.3k,r24为23.7k,所以vpwr为3.6v。从稳压器输出电压端经过简单处理将电源分成以下几种:vdd数字电源,为微处理器和数字电路供电;

vdda模拟电源,为模拟电路供电,包括24位ad转换器和参考稳压电源;

sar_vdda模拟电源,为16位sar ad转换器供电。



led指示灯,这个比较简单,一个led,一个限流限度,正极接vdd,另一端由处理器io控制。

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隔离的集电极开路开关量输出,无源触点,需要外接有源电路。

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红外接口:

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隔离rs232接口

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mma8491三轴加速度传感器电路,搞不懂智能电表还需要加速度传感器做什么,手册的解释是可以用于放篡改:

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spi接口外部存储器电路;flash主要用来存储固件,而eeprom主要用来存储固定参数。

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测量电路:

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4.软件设计,明天再说,嘿嘿