基于NIOSⅡ微处理器的三相电能表

摘要

本发明一种基于NIOS II微处理器的三相电能表，具体包括：传感器，输出端与信号调理模块连接；信号调理模块，输入端与传感器输出端连接；信号采集模块，输入端与信号调理模块输出端相连；电能计量SOPC芯片，与信号采集模块连接，是整个电能表系统的核心；锁相倍频，与信号调理模块和信号采集模块相连；通用异步收发器，采用RS－232接口方式实现电能表与上位机或抄表系统的通信；LCD显示/键盘模块，连接电能计量SOPC芯片；日历时钟模块，与电能计量SOPC芯片连接；IIC存储器，与电能计量SOPC芯片连接。该电能表体积小、集成度高，可靠性强，具有可重构性。

主权项

1、一种基于NIOS II微处理器的三相电能表，其特征在于：该三相电能表具体包括传感器、信号调理、信号采集、电能计量片上可编程系统芯片、锁相倍频、LCD显示/键盘、通用异步收发器、IIC存储器和日历时钟模块；传感器，输出端与信号调理模块连接，将电力线上的三相电压和三相电流转为小信号送给信号调理模块；信号调理模块，输入端与传感器输出端连接，该信号调理模块具体包含：抗混叠低通滤波器、参考电压电平和A/D转换模块；信号采集模块，输入端与信号调理模块输出端相连，把信号调理模块送来的电压信号转为数字信号后送给电能计量SOPC芯片；电能计量SOPC芯片，与信号采集模块连接，是整个电能表系统的核心，主要包含两大部分：电能计量和NIOS II软核微处理器；电能计量部分完成电压电流有效值计算，有功/无功/视在功率计算，有功/无功/视电能计量等，部分功能由硬件实现；NIOS II软核微处理器完成整个电能表的调度工作，如实现费率时段切换，响应串口命令，冻结历史电量数据，LCD显示刷新，故障记录报警等功能；锁相倍频，与信号调理模块和信号采集模块相连，用于控制A/D转换模块的采样频率。通用异步收发器，采用RS-232接口方式实现电能表与上位机或抄表系统的通信。LCD显示/键盘模块，连接电能计量SOPC芯片，是整个电能表系统人机交互的界面；日历时钟模块，与电能计量SOPC芯片连接，选用美国达拉斯公司的涓流充电时间芯片DS 1302，主要用来产生一个包括年、月、日、时、分、秒的时钟。IIC存储器，与电能计量SOPC芯片连接，选用的是美国ATMEL公司的二线串行电擦写可编程只读存储器存储器AT24C256，用来存储程序信息。