新能源汽车充电桩智能电表设计

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图1 主控芯片原理图

1.2，系统的整体设计框图

本文设计的三相多功能电能表的硬件，在整体结构上主要由主控模块、电源转换模块、电流电压采样调理模块、LCD 段码显示模块、RS485 通讯接口模块、按键输出模块以及EEPROM 存储模块组成。其中系统的总体结构框图，如图2 所示。

图2 系统总体结构框图

1.3，STM32F 芯片的简介

基于ARM7 和ARM9 内核进行设计是微控制器发展的一个典型趋势，Cortex 系列主要拥有3 个不同的分支，分别是A 分支，R 分支和M 分支。STM32 隶属于M 分支，属于微控制器系列产品，同时在结构组成上STM32 也分为基本型和增强型两个不同的版本。其中STM32 的基本型外挂的设备数目少，最高只能承受36MHz 的时钟频率, 而增强型的STM32 拥有完整的外部设备，同时CPU 可以在最高72MHz 的时钟频率下运行。

1.4，电流采样电路设计

电量的采样是实现电能表功能的关键技术，只有保证采样的精度和准确度才能确保电能表功能实现的准确性。电流采样调理原理图如图3 所示。

图3 电流采样调理原理图

1.5，电压采样电路设计

系统要处理的电压信号属于大电压，如果直接将大的电压接到芯片引脚上，很容易就会将芯片主板烧毁，造成损失。所以要对采样得到的电压信号进行处理，这就需要电压的调理电路，本篇论文运用电阻分压网络进行电压采样调理电路的设计，其中电压采样电路原理图如图4所示。

图4 电压采样原理图

2，软件整体设计

主程序的设计思路为：系统上电后，首先进行各个模块配置的初始化，设置100ms 的定时刷新时间，实时监测定时时间是否到达，如果定时时间到，进行数据的处理和保存；数据保存后，实时监测显示屏刷新时间是否到达，如果刷新时间到，就进行刷新显示；同时，要不间断地检查是否有按键动作或者是否需要进行通信，只要检测到有相应事件发生，就立即进入到相应程序里，进行处理。比如检测到按键动作就要转入相应的按键处理程序，要不间断地检查是否有按键动作或者是否需要进行通信，只要检测到有相应事件发生，就立即进入到相应程序里，进行处理。比如检测到按键动作就要转入相应的按键处理程序，进行页面切换的选择；检测到通信请求信号时，就要转入RS485 通讯程序处进行处理，在本课题中，下位机并没有实现和上位机的连接，同时为了功能的扩展，预留了RS485 的通讯接口，方便以后功能的二次拓展。流程图如图5 所示。

图5 主程序流程图

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