单相电能测量仪设计_自动化专业.rar

摘要:本文紧紧围绕单相电能质量测量的设计要求，确定了以ARM微控制器和电能质量参数测量芯片为核心的设计方案。从系统硬件和系统软件两大方面进行进一步设计，论述了电能质量从测量到计算最后显示的全部设计细节。

系统硬件设计中，是以STM32微控制器为核心控制器，以电能质量测量芯片ATT7022为电能质量采样处理核心，以液晶显示驱动芯片12864LCD为控制液晶实现显示功能的核心。经由电压电流互感器实现降压降流，滤波电路实现信号初步处理，然后输入ATT7022电压电流输入通道进行A/D转换，再电能信号处理结束通过SPI总线发送给微控制器STM32，对于ATT7022处理后得到的就是电压，电流，功率，功率因数等一系列参数可由STM32微控制器发送给12864LCD加以显示。

-系统软件设计中，微控制器STM32是需要编程控制的核心。也是与ATT7022和12864LCD通信的主机。所以软件设计第一件事就是对三块芯片进行初始化，之后是对ATT7022进行校表，即对校表参数寄存器进行设置，之后就只有通过SPI总线从ATT022中读取所需的参数值再发送给12864LCD通过液晶显示即可。由于液晶显示内容有限，每次显示单相的数据，不断切换刷新。

关键词：STM32 ；ATT7022；12864；电能质量检测；SPI

目录

摘要

abstract

第1章 绪论-1

1.1课题来源-1

1.2 电力检测技术-1

1.3 研究内容-2

第2章 系统原理设计-3

2.1 总体方案设计-3

2.2 电能质量分析方法-3

2.2.1 快速傅里叶变换-3

2.2.2微控制器加检测芯片的设计方法-6

2.3电路基本参数计算-7

2.4 SPI通信-8

2.4.1 SPI概述-8

2.4.2 ATT7022与STM32 通信-8

第3章 系统硬件设计-9

3.1 系统组成框图-9

3.2 变压滤波输入电路-9

3.2.1 电流输入-9

3.2.2 电压输入-10

3.3 ATT7022-11

3.3.1 芯片概述-11

3.3.2 工作原理-12

3.3.3信号处理与参数计量-12

3.3.4  ATT7022电路设计-13

3.4 STM32微控制器-14

3.5 ATT7022与STM32连接电路-15

3.6  12864LCD 液晶显示-15

3.7稳压电路-16

第4章 系统软件设计-17

4.1 总体方案设计-17

4.2关键程序分析-17

4.2.1  主程序-17

4.2.2  STM32引脚配置子程序-22

4.2.3  ATT7022与STM32 SPI通信子程序-22

4.2.4 软件校表-24

4.2.5  校表寄存器写入-32

4.2.6  12864液晶驱动程序-33

4.2.7  FFT算法采样子函数-35

4.2.8 FFT算法实现-36

第5章 结论与展望-39

参考文献-40

致  谢-41