【智能生活-KE02Z】第一篇: 基于KE02Z的功率表项目移植

harvardx

    如题, 申请时,表面,已经存在这样一个设计,因为从稳定性和平台选择多样性的角度, 欲多一个平台的选择, 顺道对比两者的性能差异和优劣, 同时也是为今后批量多一个供应商选择.

【KE02Z】基于KE02Z的三相交流功率,频率表的设计

https://www.nxpic.org.cn/module/forum/forum.php?mod=viewthread&tid=605721&fromuid=2039986

(出处: 恩智浦技术社区)

拿到开发板,就着手现有程序和硬件方面的移植工作.

一, 硬件方面

   硬件的设计比较简单 ,因为是用在设备上用于观测输出情况, 计量精度没有特别要求,基本是在0.5或者1.0级左右.因此没有采用专用的电力计量IC, 因为是需要输出频率显示,所以采用了直接数字采样方案 ,功率部分是采用了 直接采样电压 ,电流的办法来实现, 把乘法工作交个单片机来运算, 功率表,也可以采样硬件乘法器的形式,将模拟的电压电流信号直接相乘,从而直接得到功率信号的直流电压.但硬件上易导致复杂化 庞大化, 综合考虑,采用了如今这样一种比较低廉的方案.

      但是对硬件系统的要求比较高.首先 ,电压没有采用隔离采集 ,而是分压,桥整后 ,直接单片机交流采样. 电流采用了 隔离的霍尔 电流互感器. 隔离尚可, 但是此或者电流传感器,是直流的 .会输出与交流电流波形一致的直流电压信号. 因此在软件中,需要进行一个简单的算法处理 .

     如此硬件处理, 相对来说 比较简易, 在满足性能要求的前提下,尽量简化. 也方便可以移植到不同的平台.初步的设想可以在大多数的8位机和M0 平台之间迁移.

二, 软件移植.

     

      依附于硬件的简易性, 软件方面的移植也变得相对容易. 首先就是一个系统时钟节拍, 这个cortex的单片机都会有,为了通用,建议用一个普通的定时器代替. 现在的单片机普遍有3个以上的定时器.

     例如: 常见的一个单片机定时实现,内含了多个时标定时,

1. void TMR0_IRQHandler( void )
   
2. {   
   
3.     u08 i =0;
   
4.     /* Clear TIMER0 Timeout Interrupt Flag */
   
5.     _TIMER_CLEAR_CMP_INT_FLAG(TIMER0);  
   
6. 
   
7.     /* 电流快速采集 */
   
8.      sample_current();
   
9.    
   
10. 
    
11.      //各个软定时器处/////////////////////////////////////////////////
    
12.          //10ms定时到=====================================================
    
13.           if(   t0_cnt_10ms++  > 5 )  
    
14.          {
    
15.             t0_cnt_10ms = 0;
    
16.             f10ms                  = true;
    
17.          }  
    
18.          //20ms定时到=====================================================
    
19.           if( t0_cnt_20ms++  > 10 )  
    
20.          {
    
21.                    t0_cnt_20ms = 0;
    
22.                   f20ms                  = true;
    
23.          }
    
24.      
    
25.           if( t0_500ms++   > 250 )  
    
26.         {
    
27.                    t0_500ms = 0;
    
28.                   f500ms  = true;
    
29.         }     
    
30.    
    
31.     //1s级定时到=====================================================
    
32.     if( t0_1s++   > 500 )  
    
33.         {
    
34.                    t0_1s = 0;
    
35.                   f1s  = true;                  f500ms2  = true;
    
36.         }
    
37.    
    
38.     if( t0_1s_sample++   > 500 )  
    
39.         {
    
40.                    t0_1s_sample  = 0;
    
41.                   f1s_sample    = true;                  
    
42.         }
    
43.    
    
44.                 //////////////////////////////////////////
    
45.                 //倒计时定时器处理
    
46.                 for(   i =0 ; i< TIMER_N; i++)
    
47.                 {
    
48.                         /* 软定时器1s到*/
    
49.                         if(        t0_cnt_1s[ i ]++ >=        t0_cnt_1s_base[i]        )
    
50.                         {
    
51.                             t0_cnt_1s[ i ]         =        0;
    
52.                                 //////////////////////////////////////
    
53.                                 if( Timer[i].TR == ON )
    
54.                                 {
    
55.                                         //////////////////////////////////
    
56.                                         if( Timer[i].second-- == 0 )
    
57.                                         {
    
58.                                                 //////////////////////////////
    
59.                                                 if( Timer[i].minute-- > 0)
    
60.                                                 {
    
61.                                                         Timer[i].second = 60;
    
62.                                                 }
    
63.                                                 else
    
64.                                                 {
    
65.                                                         Timer[i].TF = true;        
    
66.                                                 }
    
67.                                                 //////////////////////////////
    
68.                                         }/////////////////////////////////
    
69.                                 }/////////////////////////////////////
    
70.                         }
    
71.                 }
    
72.                 //倒计时定时器处理
    
73.                 //////////////////////////////////////////
    
74. 
    
75. }

复制代码

     简单的系统时钟如下, 提供了几个不同级别,溢出周期的时间标记. 用于前后台系统的控制 和系统的简单的定时工作,如下,可以方便的迁移到不同的单片机系统. 现代单片机的编程基本实现了C语言化,甚至是更加高级的语言,电工们关于用c还是汇编的争论得到自然剖析.ARM时代.你再牛B ,也不可能全部去汇编编程了(大牛除外), 大家帮更多的重心放在自己的实现.

    cortex- M为核心的新一代ARM单片机的出现, 极大的便利了入门者. 随着近几年CMSIS的发展普及随着各家固件库或者bsp的完善. 整个ARM单片机构建出了一份十分优良的单片机生态系统. 定时器你不会 ,请看厂家的固件库, 常用的协议你不会 ,请看标准库. 操控一个单片机,入门一个单片机不再困难,花上3-5小时,花上3-5天,实在不行3-5周, 就会很好的入门,说白了.现在的cortex-M为核心的单片机 不是亲兄弟就是表亲, 大同小异. 也是本项目的实现前提和目的之一.

    看看 ,迁移一下 到底要付出什么代价,是不是如想象中那般便利 ,还是困难重重.第一篇,先到这里. 开始KE02Z的探索实践之旅.

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littledust

老大威武！软件最好提供电压和电流的过零夹角，方便做有功功率的计算，当然也可以用过零点数的方式求频率，可以简化硬件部分，分辨率取决于采样率 也可以做更高精度了

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witnessiz

屌，坐等后续帖子

原来的你

非常好，支持一下，期待分享更多

混森蓝兽

来学习一个

harvardx

谢谢各位同学支持 .

stary666

lkl0305

支持一下

harvardx

目前频率是采用过零点检测.并且开启了 引脚的debouce滤波功能 . 功率 目前还是一个实在功率, 然后提供了内部修正系数.. 比较粗狂