以下是小编精心整理的SA9904B在电力参数远程测控系统中的应用，本文共7篇，希望对大家有所帮助。
篇1：SA9904B在电力参数远程测控系统中的应用
摘要：介绍Sames公司推出的三相功率/电量测量专用集成电路芯片（ASIC）SA9904B的结构、功能及其串行通信接口的时序；介绍该芯片在电力参数远程测控系统中的应用。
关键词：电能测量芯片 电力参数测量 微控制器系统
引言
SA9904B芯片是Sames公司推出的三相功率/电量测量专用集成电路芯片（ASIC），可直接测量单相、双相和三要输电线路的有功电能、无功电能、电压有效值和频率值。该芯片具有SPI接口，外部微处理器可通过此接口读取原始值，再根据相应的计算公式进行计算，最后得到各项电力参数的测量值。
图1 SA9904B内部结构
此芯片的功能包括：
实时测量三相有功/无功能量；
电压有效值和频率的测量；
片内集成基准参考电压源；
具有SPI（串行外围接口）总线接口；
芯片功耗低于60mW，具有静电保护功能，工作温度范围宽。
1 SA9904B内部结构及工作原理
SA9904B为混合模拟/数字信号的CMOS集成电路，其内部结构如图1所示。(本网网收集整理)
内部两个16位二阶的∑-Δ模/数转换器，分别对电压和电流模拟信号进行数字化处理，得到的瞬时电压与瞬时电流直接相乘得到瞬时功率。瞬时功率进行低通滤波处理得到瞬时有功功率，而瞬时无功功率通过对电流信号进行移相90°处理后得到。瞬时有功功率和瞬时无功功率经过数字-频率转换器转换成正比的脉冲信号，这个信号被有功电能和无功电能计数器随着时间进行累加。芯片内部设有电压过零检测电路，电压每过零点产生一个宽度是1ms的脉冲，被频率寄存器累加起来。电压有效值是通过累加每个瞬时电压采样值并进行数字处理后得到的。
该芯片直接测量每相电路的四个参数：有功电能、无功电能、电压有效值和频率值。其余电力参数，如电流、功率等，需要通过微控制器根据相应的公式计算才能得到。
为了提高输入信号的测量精度，SA9904B的模数转换器采用了∑-Δ调制技术，以提高其在基带内输入信号的信噪比。
2 SA9904B引脚及功能
SA9904B的引脚如图2所示。
GND为模拟地。
VDD为电源的正极。当使用分流电阻检测电流时，接+2.5V电压；当使用电流互感器时，接+5V电压。
VSS为电源负极。当使用分流电阻检测电流时，接-2.5V电压；当使用电流互感器时，接0V电压。
IVP1、IVP2、IVP3分别是1、2、3相的模拟电压输入端。当测量的电压为额定电压时，要保证输入到内部A/D转换器的电流有效值为14μA，需要通过一个分压电阻网来满足这一要求。
图3和图4
IIP1、IIN1、IIP2、IIN2、IIP3、IIN3分别是1、2、3相的`模拟电流输入端。当测量的电流为额定电流时，要保证输入到芯片上的A/D转换器的电流有效值为16μA，需要通过一个分流电阻网来满足这一要求。
VREF为参考电源的外接电阻端，通常需要接47kΩ电阻到地。
F50为电压过零脉冲输出端，输出的脉冲频率为交流电压的频率，脉冲宽度为1ms。
CS为芯片的片选信号输入端，高电平有效。
DI、DO为串行数据的输入、输出端。
SCK为串行时钟信号输入端。
OSC1、OSC2为外部晶振的输入、输出端。
3 SA9904B的SPI接口
微控制器通过SPI端口实现对SA9904B内部数据的访问。SPI接口由四根信号线组成：串行时钟输出端SCK、片选信号输入端SC、串行数据输入端DI、串行数据输出端DO，时序如图3所示。
当CS为高电平时，DI引脚在SCK时钟的上升沿输入9位地址信号。其中高三位为写入地址的标志位；A5、A4为保留位，可选0或1；有效地址为低4位。在SCK的上升沿检测到地址的最低有效位A0输出后，DO引脚在SCK的下降沿输出相应寄存器地址里的24位数据，高位在前，低位在后。当24位数据输出后，如果CS信号仍然有效，则DO引脚将继续输出下一个地址的寄存器数据，直到所有的数据输出为止。
篇2：SA9904B在电力参数远程测控系统中的应用
电力参数远程监测系统的硬件组成结构如图4所示。待测的三相四线线路各相电压、电流经过电压分压网络和电流互感器，转化成符合SA9904B芯片要求的输入信号，再经过芯片内部对电压和电流进行A/D转换、数字运算和能量累加，从而得到各相的有功电能、无功电能、电压有效值和频率值的原始寄存器值。这些值通过SPI接口传送到微控制器。
本系统选用高性价比的微控制器W78E58，完成各种电力参数的计算、通信命令处理和控制功能。W78E58内部集成了32KB的ROM，程序存储穴是满足系统的需求，因而不需要外部扩展ROM。片外扩展了128KB的RAM，用以存放电压参数值，并有掉电保护电路，以保证数据在掉电时不会丢失。
DS12B887能够提供实时时间，以便进行时间及时段判断，从而执行相应的电能累计程序。CPLD（复杂可编程逻辑器件）EPM7032的内部设计了读取8路遥信量输入、执行4路遥控量输出以及产生各芯片片选信号的逻辑选信号有：DS12B887片选信号、SA9904B片选信号、X25045片选信号、628128RAM片选信号、DI选通信号和DO选通信号等。
2片74LS164芯片驱动16路发光二极管（LED）。这些发光二极管用于指示数字量输入/输出状态、通信状态、电源状态、自检/错误状态等。芯片X25045作为看门狗设置，加强系统的抗干扰性能。另外，该芯片还存储了模拟的地址号。
系统的通信有两种方式可以选择：一种是通过RS485总线通信，芯片75LBC184实现TTL与RS485之间的电平转换；另一种是通过LonWorks总线通信，LonWorks主控制模块的Neuron芯片采用RS232半双工异步串行通信模式，采用网络变量和网络消息的方式进行数据交换。
微控制器W78E58采用主从方式传输数据，由监控主机或其它的智能节点（主）发送命令；本模块（从）做出相应的应答，在协议帧中加入CRC-16校验码，以保证通信数据的正确性。
5 系统软件
电力参数远程测控系统的软件包括系统初始化、时间读取与时段判断程序、电力参数计算、通信命令处理、产生各种历史及报警记录、显示状态等模块。软件流程如图5所示。
其中电力参数计算模块将完成电力参数滤波、电力参数计算以及电能累加功能。系统实时读取SA9904B芯片内部存储的各相有功电能、无功电能、电压有效值和频率原始值。经过滤波处理，获得正确的电力参数，并通过计算公式完成三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率等测量。
结语
该系统中采用SA9904B芯片，大大减少了软件中的计算工作，提高了系统的测量精度。同时采用LonWorks总线传输实测数据，也有效地提高了系统的抗干扰能力及稳定性。
篇3：SA9904B在电力参数远程测控系统中的应用
SA9904B在电力参数远程测控系统中的应用
摘要：介绍Sames公司推出的三相功率/电量测量专用集成电路芯片（ASIC）SA9904B的结构、功能及其串行通信接口的时序；介绍该芯片在电力参数远程测控系统中的应用。关键词：电能测量芯片 电力参数测量 微控制器系统
引言
SA9904B芯片是Sames公司推出的三相功率/电量测量专用集成电路芯片（ASIC），可直接测量单相、双相和三要输电线路的有功电能、无功电能、电压有效值和频率值。该芯片具有SPI接口，外部微处理器可通过此接口读取原始值，再根据相应的计算公式进行计算，最后得到各项电力参数的测量值。
图1 SA9904B内部结构
此芯片的功能包括：
实时测量三相有功/无功能量；
电压有效值和频率的测量；
片内集成基准参考电压源；
具有SPI（串行外围接口）总线接口；
芯片功耗低于60mW，具有静电保护功能，工作温度范围宽。
1 SA9904B内部结构及工作原理
SA9904B为混合模拟/数字信号的.CMOS集成电路，其内部结构如图1所示。
内部两个16位二阶的∑-Δ模/数转换器，分别对电压和电流模拟信号进行数字化处理，得到的瞬时电压与瞬时电流直接相乘得到瞬时功率。瞬时功率进行低通滤波处理得到瞬时有功功率，而瞬时无功功率通过对电流信号进行移相90°处理后得到。瞬时有功功率和瞬时无功功率经过数字-频率转换器转换成正比的脉冲信号，这个信号被有功电能和无功电能计数器随着时间进行累加。芯片内部设有电压过零检测电路，电压每过零点产生一个宽度是1ms的脉冲，被频率寄存器累加起来。电压有效值是通过累加每个瞬时电压采样值并进行数字处理后得到的。
该芯片直接测量每相电路的四个参数：有功电能、无功电能、电压有效值和频率值。其余电力参数，如电流、功率等，需要通过微控制器根据相应的公式计算才能得到。
为了提高输入信号的测量精度，SA9904B的模数转换器采用了∑-Δ调制技术，以提高其在基带内输入信号的信噪比。
2 SA9904B引脚及功能
SA9904B的引脚如图2所示。
GND为模拟地。
VDD为电源的正极。当使用分流电阻检测电流时，接+2.5V电压；当使用电流互感器时，接+5V电压。
VSS为电源负极。当使用分流电阻检测电流时，接-2.5V电压；当使用电流互感器时，接0V电压。
IVP1、IVP2、IVP
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篇4：FTT-10A收发器及其在测控系统中的应用
FTT-10A收发器及其在测控系统中的应用
摘要：介绍了Echelon公司的双绞线收发器FTT-10A的性能特点，给出了将FTT-10A双绞线收发器应用于单片机构成的测控系统中，提高远程通信可靠性的具体应用方法。关键词：FTT-10A；同步；曼彻斯特编码；拓扑结构
以单片机为主体构成的测控系统，由于其结构简单、工作稳定可靠，而在工业控制、智能测试设备等领域得到了广泛应用。随着计算机、通信、网络、控制技术及微处理器的发展，用户还可以将微处理器嵌入到各种仪器设备中，(本网网收集整理)再利用微处理器的通信端口将现场采集的数据上传给上位机，由上位机对数据进行处理并监控现场的各种智能仪器和设备。
一般的单片机都集成了串行通信口，这些串行通信口可以通过RS485总线或其它的总线方式组成总线型通信网络，从而将多台单片机系统连接在一起，形成分布式测控系统。这种结构具有简单灵活且易于控制等特点，但是要安全可靠地实现数据的传输，还要在智能仪器设备上配备合适的通讯接口。一般可选择RS232、RS422、RS485等接口电路。有关这些接口电路的应用介绍已经很多，而本文要介绍的是ECHELON公司生产的双绞线收发器FTT－10A，它可以在微处理器通信端口和物理介质间提供一个物理接口。
1 FTT－10A收发器的性能
FTT－10A收发器主要由一个隔离变压器和一个差分曼彻斯特编码器组成。其引脚排列如图1所示。它由5V电源供电。NET－A、NET－B是两个网络接口，此接口没有极性要求。RXD、TXD分别是数据接收和发送端口，CLK为收发器时钟输入端，T1、T2则用来提供钳位和瞬时电压保护。
收发器所带的变压器隔离接口可满足系统的高性能、高共模隔离，同时具有隔离噪声作用，可防止干扰信号进入传输网络中。它支持无极性自由拓扑结构，从而可使系统安装不再局限于总线结构。也就是说，此收发器支持星型、环型接线。自由拓扑结构通过最简单的`接线方式减少了系统安装的时间和费用，从而可使任务以最快的方式完成。由于减少了对通信线的拓扑、接合和节点位置的限制，因而使得网络更易于扩展。两个FTT－10A收发器还可以背靠背用作数字式重复器，同时可在一个信道上增加传输距离或节点数量。
FTT－10A的通信速率一般为78kbps?但用于自由拓扑结构时，通信距离较短（只有500米），而采用双端总线结构时却有2700米。它可工作在5MHz、10MHz或20MHz频率下，并可自动进行时钟检测。
FTT－10A使用的编码方式是差分曼彻斯特编码，其编码规律如下：
●每个码元中间时刻均有电平变化。
●“1”表示电平在中间由高到低；“0”表示电平在中间由低到高。
这种编码的特点是：每比特中间的跳变可做同步使用，数据的表现依据其开始是否变化来决定，出现跳变时为“0”，没有跳变时为“1”。这种编码所提供的数据格式使得数据可在多种媒介中传输。图2所示是其编码的过程和波形。从图中也可看出：在信号位中间总是将信号反相，这就是差分曼彻斯特编码对信号的极性不敏感的原因，所以通信链路中的极性变化不会影响数据的接收。这一点对于远程通信很有用。
2 FTT－10A和MCU组成的测控系统
因为FTT－10A可保证可靠的数据传输，因此，它可广泛地应用于控制网络中。但目前主要是在基于NEURON芯片的控制系统中将FTT－10A的TXD、RXD分别与神经元芯片的通信端口CP1、CP0相连。根据它的特性及其自身结构的特点，可将其应用于一般的单片机控制系统中，以提高单片机远程通信的可靠性。
数据一般是以数字信号的形式来传输的。随着距离的增加和信号传输速率的提高，特别是当高速变化的信号在长线中传输时，由于阻抗的不匹配，而可能会出现反射现象，从而导致信号波形发生改变，或出现有害干扰脉冲而使信号传输的可靠性受到影响。在传统的控制系统中，一般采用总线拓扑结构（如RS－485），并通过屏蔽的双绞线将一个线路的接收和发送控制连在一起，按照RS－485规范，所有的设备必须通过总线相连，以限制线路反射和确保通信可靠，但这却增加了整个网络安装和维护的时间和费用。而FTT－10A收发器则恰好克服了上述缺点，且可降低安装和维护费用，同时也便于灵活组网。
由于FTT－10A使用的是曼彻斯特编码方式，这种编码方式自带信号传送的同步信息，因此，FTT－10A以自同步的方式来
进行数据的传输。而一般的单片机（如MCS－51系列单片机）自带的是异步串行通信端口，这样，若想将FTT－10A收发器与此类单片机相连并实现通信，则必须加一转换电路，也可用专门的芯片（如Intl8251）在MCU与FTT－10A之间进行转换，以保证做到同步串行通信。8251作为串行通信的扩展接口芯片，它具有同步和异步两种工作方式（可通过编程来决定）。在同步方式时，每字符占5～8位，可以内同步，也可外同步。同步发送时，发送器最先发送的是同步字符（SYN）?随后通过单片机数据线将数据并行送入8251并经过8251的发送器将数据以串行形式输出，这时发送的数据不用附加任何成帧信号。而在同步接收时，它首先搜索同步字，并与预先存放的同步字符相比较，以确认是否达到同步。因此可根据8251与FTT－10A收发器的结构特点，将FTT－10A的RXD、TXD分别与8251的TXD、RXD相接。具体实现信号传输的硬件电路简图如图3所示，它们的时钟均可由单片机经过组合后获得。
在RS－485所组成的测控系统中，由于RS－485总线信号是由有极性的差分信号来传输的，因而不能反接，这在通讯距离较远或网络上节点较多时会给接线带来很多的麻烦，甚至会影响信号的正常传输。因此，设计时可利用FTT－10A支持无极性拓扑结构这一特点，在单片机与RS－485驱动芯片之间用FTT－10A收发器将极性信号进行曼彻斯特编码，从而使调制后的信号对极性无要求，便于远程传输。同时在网络安装和维护上也能够节省大量的时间和费用。由此可见，利用这一方案应该是很有实用价值的。
篇5：FTT-10A收发器及其在测控系统中的应用
FTT-10A收发器及其在测控系统中的应用
摘要：介绍了Echelon公司的双绞线收发器FTT-10A的性能特点，给出了将FTT-10A双绞线收发器应用于单片机构成的测控系统中，提高远程通信可靠性的具体应用方法。关键词：FTT-10A；同步；曼彻斯特编码；拓扑结构
以单片机为主体构成的测控系统，由于其结构简单、工作稳定可靠，而在工业控制、智能测试设备等领域得到了广泛应用。随着计算机、通信、网络、控制技术及微处理器的'发展，用户还可以将微处理器嵌入到各种仪器设备中，再利用微处理器的通信端口将现场采集的数据上传给上位机，由上位机对数据进行处理并监控现场的各种智能仪器和设备。
一般的单片机都集成了串行通信口，这些串行通信口可以通过RS485总线或其它的总线方式组成总线型通信网络，从而将多台单片机系统连接在一起，形成分布式测控系统。这种结构具有简单灵活且易于控制等特点，但是要安全可靠地实现数据的传输，还要在智能仪器设备上配备合适的通讯接口。一般可选择RS232、RS422、RS485等接口电路。有关这些接口电路的应用介绍已经很多，而本文要介绍的是ECHELON公司生产的双绞线收发器FTT－10A，它可以在微处理器通信端口和物理介质间提供一个物理接口。
1 FTT－10A收发器的性能
FTT－10A收发器主要由一个隔离变压器和一个差分曼彻斯特编码器组成。其引脚排列如图1所示。它由5V电源供电。NET－A、NET－B是两个网络接口，此接口没有极性要求。RXD、TXD分别是数据接收和发送端口，CLK为收发器时钟输入端，T1、T2则用来提供钳位和瞬时电压保护。
收发器所带的变压器隔离接口可满足系统的高性能、高共模隔离，同时具有隔离噪声作用，可防止干扰信号进入传输网络中。它支持无极性自由拓扑结构，从而可使系统安装不再局限于总线结构。也就是说，此收发器支持星型、环型接线。自由拓扑结构通过最简单的接线方式减少了系统安装的时间和费用，从而可使任务以最快的方式完成。由于减少了对通信线的拓扑、接合和节点位置的限制，因而使得网络更易于扩展。两个FTT－10A收发器还可以背靠背用作数字式重复器，同时可在一个信道上增加传输距离或节点数量。
FTT－10A的通信速率一般为78kbps?但用于自由拓扑结构时，通信距离较短（只有500米），而采用双端总线结构时却有2700米。它可工作在5MHz、10MHz或20MHz频率下，并可自动进行时钟检测。
FTT－10A使用的编码方式是差分曼彻斯特编码，其编码规律如下：
●每个码元中间时刻均有电平变化。
●“1”表示电平在中间由高到低；“0”表示电平在中间由低到高。
[1] [2]
篇6：MSP430F149在电力测控保护产品中的应用
MSP430F149在电力测控保护产品中的应用
摘要：介绍使用MSP430F149在电力测控保护产品研制中实现基本参数测量的软硬件设计方法，及该芯片在使用中应用注意的问题和相应的处理措施。关键词：MSP430F149 电力测控 抗干扰
MSP430F149（以下简称“F149”）是德州仪器（TI）公司推出超低功耗Flash型16位RISC指令集单片机。F149有丰富的内部硬件资源，是一款性价比极高的工业级芯片。在应用中，F149不需做过多的扩展，适合要求快速处理的实时系统，故可在电力系统微机测量和保护方面得以应用。详细的F149资料可参阅有关文献，本文主要对电力系统中基本参数测量的实现方法和开发中一些应注意的问题进行论述。
1 F149外围模拟信号调理
在电力系统微机测量中，通常将一次额定电流和电压通过电流互感器（TA）、电压互感器（TV）分别转换为0～5A的电流信号和0～100V的电压信号，该信号再经一级互感器转换为数百mV～几V的电压信号，具体输出电压的幅值，可根据实际电路的情况来定制。
(本网网收集整理)
F149内置的模数转换器（ADC）的单极性ADC，其输入范围0～2.5V。对于双极性的输入信号，必须转换为单极性输入信号，即对信号进行直流偏置。实现直流偏置可采用电阻分矿井或运放升压的方式。电阻分压方式的电路形式如图1所示，这种电路实际上采用的是单电源供电，可双极性输入的ADC芯片内部结构，+2.5V的基准可由F149提供。运放升压的方式是利用运放的特性将零点进行偏置，如图2所示，输入与输出的关系有：V0=1.25V-Vi。可见，输入与输出在相位上是反相的，在使用多级运放对信号进行放大或缩小处理时，应保证各路输出信号相位的一致。当然，相位的处理也可通过软件的数据处理来实现。
电阻分压方式具有结构简单，成本低的优点，且允许幅值较大的双极性模拟信号在板内传输，在外界干扰一定的时候，提高了信噪比。对于F149内部的积分型ADC而言，电阻分压方式的输入阻抗较大，为保证片内电容的充电时间，以达到应有的测量精度，需相应延长采样的时间。
运放升压方式需要精密运放的配合，成本较高，且低阻抗输出的+0.625V基准源也不易得到，但电路的输出阻抗低，可提高ADC的采样速度。
电力系统中电流测量的范围很大，在额定值1.2倍范围内，要求测量精度为0.5级；在1.2～20倍保护范围内，要求精度较低，为3级。在电路设计中，通常使用可编程PGA（增益放大器）来解决大范围信号测量的问题。考虑PGA方式判断、切换所需的时间较长和保护范围内对测量的高实时性要求，在本系统中，采取对电流的两段范围同时采样的方法，即将电流信号一分为二，保护范围内的信号进行压缩处理，使用两路A/D口同时进行采样。
对于三相电路，此时有3路电流测量信号、3路电流保护信号和3路电压信号，共9路信号，而F149仅提供8路外部信号采样通道。为此，将F149的负参考电平VeREF测量通道用于信号测量。
2 F149内置ADC采样时序控制
内置ADC工作于序列通道单次转换模式，通过控制采样/转换位ADC12SC来触发ADC。ADC12SC可由一定时器来置位，该定时器的定时时间根据当前工频的实际周期和每周期的采样点来确定，使得采样时间间隔能跟踪工频的变化，减小了测量的非同步误差。
当ADC数据转换完成时，ADC12SC自动复位，同时会产生一个中断，对各通道的当前读数据读取，并可对数据缓冲区进行数据更新。
3 交流采样算法
交流采样算法有多种选择，考虑F149的运算速度和采样速度，在每周期采样24点或36点和不需做谐波分析的情况下，在测量范围内计算，推荐使用真有效值算法，这样方法具有高的严谨和相对较小的运算量。在保护范围内计算，此时精度要求不高，而对实时性要求高，要使用基于正弦波模型的半周期积分法进行计算，这种方法仅须半个周期的数据窗，计算量小。半周期积分法的精度与采样点数和计算的首点有关，当计算首点最接近其有效值时，误差最小。以下给出两种方法离散化后的计算公式。
真有效值算法：
式中N为每周期等间隔采样点
数，u(k)、i（k）分别为第k次采样的电压、电流瞬时值。
4 快速开平方算法
计算有效值离不开开平方运算，开平方运算是非常耗时的`算法。常见的定点数开平方运算有牛顿选代法、快速查表法、直流逼近法和试根法等。对于查表法，当被开方数变化范围较大时，提高运算精度和减少内存占用量是相矛盾的；直线逼近法需要存贮各段线性逼近函数的斜率和截距值，当要求的运算精度增加时，线性段的划分越密，运算处理时间随着增加；试根法的缺点是运算时间与被开放数的大小有关，并被开方数据很大时，试根次数增加，运算执行时间将变长；牛顿迭代法是一种一致收敛的开平方算法，若初始值选取得当，只需很少次甚至是一次迭代算法，即可得到满足给定精度要求的运算结果，但如果初值选择不当，将须多次迭代，在微机测量保护中电流、电压的动态变化范围很大，从而增加了选择初值的难度。
开平方函数f(x)=x2-c=0的根的牛顿迭代公式为：
可证明上述迭代算法是收敛的，收敛的速度完全取决于X0的选择,x0越接近真值根号c，收敛速度越快。
为选择适当的初值x0，可使用查表法。根据开方函数f(x)=x2-c=0的特点（当待开方数较小时，曲率大，插值误差也就较大，故要保证误差一致，则应取不待步长，低端步长小，高端时步长大），用不等步长存储表格可减少表格的存储量，提高查表时间。实际应用中，将不等步长查表法与牛顿迭代法相结合，形成一种混合开平方算法，查表用于给出牛顿迭代初值，经3次的迭代运算即可达到精度要求。
5 工频频率测量
工频频率是电力系统中基本的参数之一，利用F149内部的硬件资源可方便的实现频率测量。取一路电压信号，如A相电压信号+1.25V的直流电平信号进行比较，比较器输出的方波信号送至工作于捕获模式的定时器。定时器的时钟源泉为8MHz主频经8分频的1MHz信号。定时器在方波的上升沿开始计数，在下一上升沿到来时将计数值锁存，该计数值对应于工频的周期，经转换后即可得到工频频率。
在实际开发过程中遇到的问题是，虽然在F149内部可实现比较器与定时器的连接，但因该比较器无迟滞比较的功能，当比较器两输入端的电平接近时，比较器的输出端会产生振荡，因此必须将比较器的输出信号加以整形，方能输入到定时器上。F149内部比较器模块的内部滤波单元滤波效果不理想，故将比较器的输出引出，经RC滤波后再送到定时器上，其结构如图3所示。
以下给出定时器捕获中断的处理程序，由于工频频率的变化范围小，采样这种方式不需处理计数溢出中断，结构较为简单。
interrupt[TIMERA1_VECTOR]void Timer_A1(void){switch(TAIV){
case 2:
{First_Cnt=CCR1;
if(First_Cnt>Last_Cnt)
Period=First_Cnt-Last_Cnt;
//计数无溢出
else
Period=65535-Last_Cnt+First_Cnt;
//计数溢出
Last_Cnt=First_Cnt;
Break;}
}
}
6 系统可靠性措施
微机系统抗干扰方面的文献已有许多，在这里对实际使用F149应注意的问题及处理方法进行论述。
①确保输入信号的幅值不超过规定范围。过大的输入或冲击可能导致程序运行不正常。在恶劣的电磁干扰干扰下工作时，应采用吸收、滤波和隔离等技术对输入的信号进行处理，对于难于确定输入范围的模拟信号也应有相应的限幅措施。
②F149的输出功率较小，在有较多信号需要驱动时，应考虑在其外围增加驱动芯片，以减小F149的输出电流，这对于F149的稳定运算是很有意义的。同时，对于与外部有较长引线的接口（如键盘、LCD），驱动（缓冲）芯片，此时还能起到隔离电磁辐射干扰的作用。
③F149未使用的引脚，应将其设置为输入模式，并将该引脚做接地处理，这些措施有利于抗电磁辐射和静电干扰。
④使用复位芯片来控制F149的复位；在成本允许的条件下，
可外置-“看门狗”，构成双“看门狗”结构，提高系统运行的可靠性。
⑤如能使用商业化的交流电源滤波器、LDO电源芯片、直流扼流圈等措施，将使系统的电源抗瞬态干扰能力大幅增强。
MSP430F149是一款性价比极高的工业级芯片，适当的电路设计，可使其可靠地工作在恶劣的电磁干扰环境下。笔者使用F149设计的系统已通过国家相关标准EMCIII级测试。
篇7：MSP430F149在电力测控保护产品中的应用
MSP430F149在电力测控保护产品中的应用
摘要：介绍使用MSP430F149在电力测控保护产品研制中实现基本参数测量的软硬件设计方法，及该芯片在使用中应用注意的问题和相应的处理措施。关键词：MSP430F149 电力测控 抗干扰
MSP430F149（以下简称“F149”）是德州仪器（TI）公司推出超低功耗Flash型16位RISC指令集单片机。F149有丰富的内部硬件资源，是一款性价比极高的工业级芯片。在应用中，F149不需做过多的扩展，适合要求快速处理的实时系统，故可在电力系统微机测量和保护方面得以应用。详细的F149资料可参阅有关文献，本文主要对电力系统中基本参数测量的实现方法和开发中一些应注意的问题进行论述。
1 F149外围模拟信号调理
在电力系统微机测量中，通常将一次额定电流和电压通过电流互感器（TA）、电压互感器（TV）分别转换为0～5A的电流信号和0～100V的电压信号，该信号再经一级互感器转换为数百mV～几V的电压信号，具体输出电压的幅值，可根据实际电路的情况来定制。
F149内置的模数转换器（ADC）的'单极性ADC，其输入范围0～2.5V。对于双极性的输入信号，必须转换为单极性输入信号，即对信号进行直流偏置。实现直流偏置可采用电阻分矿井或运放升压的方式。电阻分压方式的电路形式如图1所示，这种电路实际上采用的是单电源供电，可双极性输入的ADC芯片内部结构，+2.5V的基准可由F149提供。运放升压的方式是利用运放的特性将零点进行偏置，如图2所示，输入与输出的关系有：V0=1.25V-Vi。可见，输入与输出在相位上是反相的，在使用多级运放对信号进行放大或缩小处理时，应保证各路输出信号相位的一致。当然，相位的处理也可通过软件的数据处理来实现。
电阻分压方式具有结构简单，成本低的优点，且允许幅值较大的双极性模拟信号在板内传输，在外界干扰一定的时候，提高了信噪比。对于F149内部的积分型ADC而言，电阻分压方式的输入阻抗较大，为保证片内电容的充电时间，以达到应有的测量精度，需相应延长采样的时间。
运放升压方式需要精密运放的配合，成本较高，且低阻抗输出的+0.625V基准源也不易得到，但电路的输出阻抗低，可提高ADC的采样速度。
电力系统中电流测量的范围很大，在额定值1.2倍范围内，要求测量精度为0.5级；在1.2～20倍保护范围内，要求精度较低，为3级。在电路设计中，通常使用可编程PGA（增益放大器）来解决大范围信号测量的问题。考虑PGA方式判断、切换所需的时间较长和保护范围内对测量的高实时性要求，在本系统中，采取对电流的两段范围同时采样的方法，即将电流信号一分为二，保护范围内的信号进行压缩处理，使用两路A/D口同时进行采样。
对于三相电路，此时有3路电流测量信号、3路电流保护信号和3路电压信号，共9路信号，而F149仅提供8路外部信号采样通道。为此，将F149的负参考电平VeREF测量通道用于信号测量。
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