c8051f330低成本智慧型單相交流電壓表方案
(取代傳統動圈表)
件最少，是做智慧型單相電流電壓表最理想的一款微控制器。
c8051f330為高速、低功耗、模數混合訊號系統級（soc）微控制器，整合度高，功能強大，mlp20封裝，體積小巧。內部資源如下：
內有8kb的flash儲存器和768b的ram。
內建看門狗、電源監視。
具有i2c匯流排、spi匯流排及uart通訊口。
16通道10－bit ad轉換器。
1通道10－bit dac。
內部電壓基準。
內建晶振電路，精度2％。
4個定時器、1路比較器等。
17個通用i/o口。
工業級晶元，工作溫度：－40℃～＋85℃。
三．原理說明
該智慧型單相電流電壓表由顯示板、取樣板和電源板三部分組成。其中mcu在顯示板上，rs485通訊介面位於電源板上。
電源板電源板提供3個電壓：5v、3.3v和1路隔離的5v。
其中隔離的5v電源用於485通訊晶元的供電。電源的輸入直接取220v市電，經乙個220v/9v的變壓器降壓、二極體整流後，再經開關電源模組變換，獲得5v電源，最後經as1117穩壓，即得到主電源3.3v。
隔離的電源通過一高頻振盪電路獲得。
rs485通訊部分通過光藕與cpu部分隔離開來，提高了抗干擾能力。整個電源部分簡潔可靠、成本低廉。
取樣板將待測的交流電壓（額定值400v/250v），或交流電流（額定值為5a/1a）直接接入，經取樣板上的pt或ct，以及電阻r的變換，即得到乙個標準的交流電壓訊號，再經內部輸出的電壓基準訊號與該訊號疊加處理，最後進入cpu內的adc部分。cpu對進入adc的訊號進行取樣和相應的計算，即可測得交流電壓或交流電流的實際值。
後台可採用標準modbus規約的03碼讀取該測量值。通過rs485，使智慧型單相電流電壓表實現了網路化、智慧型化。
顯示板將測量的值顯示在2x16字元的lcd模組上(或led顯示)，為延長lcd模組的壽命，其背光的開斷是可控制的。4個按鍵可用來設定pt或ct的變比、rs485通訊的波特率、變送器的位址等引數。外部的eeprom可用來存放設定的引數。
三個指示燈分別用來指示程式執行、通訊的接收和傳送。
內部的dac或外部的dac可將測量值轉化為乙個標準的模擬電壓訊號輸出，這樣又可作為
乙個常規的變送器使用。
如果考慮成本，可作如下處理：
1．去掉外部看門狗，使用內部看門狗。
2．去掉外部的eeprom，使用內部的一部分flash作為引數儲存區。
3．使用內部的dac。
4．顯示部分採用幾個led，代替lcd模組。
5．去掉外部晶振，使用內部的晶振，但測量精度會降低。
四．智慧型單相電流電壓表技術指標
接入電壓：400v ac、100v ac
接入電流：5a、1a
接入頻率：45－65hz
精度等級：優於0.5％
過載能力：電流20倍，100a/1s；電壓2倍
電源：200－250v ac
隔離：測量輸入與cpu之間；rs485與cpu之間
絕緣強度：4kv/60s
溫度範圍：
工作溫度：–20℃～65℃
儲存溫度：–45℃～85℃
功耗：小於3w
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