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ADuC812在电力监控系统中的应用设计

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    ADuC812是美国ADI(Analog Device Inc)公司生产的高性能单片机,是全集成的12位数据采集系统。它在芯片内集成了高性能的自校准多通道ADC(8通道12位高精度)、2个12位DAC以及可编程的8位MCU(与8051兼容)。片内有8kB的闪速/电擦除程序存储器和在线下载/调试/编程的功能、640B的闪速/电擦除数据存储器、256B片内数据存储器以及与8051兼容的内核。另外MCU支持的功能包括看门狗定时器、电源监视器以及ADC DMA功能。同时为多处理器接口和I/O扩展提供了32条可编程的I/O线、与I 2C兼容的串行口、SPI串行接口和标准UART串行接口。MCU内核和模拟转换器均有正常、空闲和掉电工作模式,在工业温度范围内器件可在3V和5V两种电压下工作,提供了适合于低功耗应用的灵活的电源管理方案。

 

另外MCU支持的功能包括看门狗定时器、电源监视器以及ADC DMA功能。为多处理器接口和I/O扩展提供了32条可编程I/O线,兼容的SPI和标准UART串行端口I/O。

  MCU内核和模拟转换器二者都有正常、空闲及掉电工作模式,它提供了适合于低功率应用的灵活的电源管理方案。器件包括在工业温度范围内用3V和5V电压工作两种规格。

    在实现自动化的过程中,最关键的环节是数据采集。根据采集信号的不同,可分为直流采样和交流采样两种。为了实现交流实时信号的采集,提高变送器的精度和稳定性,在电力系统中一般都采样交流信号。本文采用电平移动实现对交流电的全波测量,即将交流电全波的波形整体上移,使正负半波全移到正电平范围,满足ADuc812单片机对输入脚电平的需要。

    ADuC812内的ADC正常工作的模拟输入范围为0~+2.5 V,而允许输入的电压范围只能为正电压0+5 V,这样中点电平为+2.5 V,输入波形与ADuC812的输入电平及转换后的数据对应图如图1所示,交流采样输入通道电路如图2所示。

图1 输入波形Vin与A/D转换结果对应图