基于STM32与ATT7022E多功能电力监测仪设计

原创 于 2025-11-29 12:00:00 发布 · 230 阅读 · 6 ·
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#stm32 #嵌入式硬件 #单片机

基于STM32与ATT7022E多功能电力监测仪的电路方案设计


本设计包含原理图+PCB+程序代码

📚开发环境

程序编译器：keil 5
编程语言：C语言

📚设计介绍

近年来随着我国国民经济的高速发展，先进嵌入式处理器技术、微电子技术及测控技术也得到了快速发展 ，为了适应新形势的发展和需求，政府对智能电网的不断推进，对电力监测仪的实时性、可靠性、精确性，提出了更高的要求。
传统电力监测仪广泛采用AD+MCU模式，即外部模数A／D转换芯片与８位、 16位单片机进行对三相电网数据进行采集，存在许多的弊端，如芯片功能单一，需要进行外围扩展诸多器件，软件程序算法复杂，测量精度不高等问题。而以DSP+MCU双CPU模式，很好的解决了复杂数据的处理问题，但存在开发成本过高，且造成MCU资源的一定浪费；本系统通过采用高性能 32位ARMCortex-M3内核为处理器STM32F103ZE作为主控芯片与多功能高精度的三相电能专用计量芯片ATT7022E ，使系统整体硬件的设计更加简洁，与以往电力监测仪系统处理性能力得到明显提高，同时也降低程序算法复杂度。

📚原理图

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📚模块底板原理图

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📚PCB（PDF版本）

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📚模块底板PCBS（PDF版本）

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📚程序代码

/****************************************************************************/
///////////////////文件：main.c
///////////////////说明: 
///////////////////用途：系统入口函数
///////////////////版本：Alpha0.0
/****************************************************************************/
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "db_timer.h"
#include "db_init.h"
#include "db_usart.h"
#include "includes.h" 	
#include "db_amme.h"
#include "ucos_ii.h"
#include "sd_lcd.h"

OS_MEM * ptr;
//u8 ReadAmmeterData_sec;																			//

u32 CpuID[3];
u32 OldID[3]={0x05DCFF30,0x3132594D,0x51048325};//u32 OldID[3]={0x05D9FF37,0x33325943,0x43228423}
/***************************************************************************/
//*******说  明：UCOSII任务函数声明区
/***************************************************************************/
//SingleBurner:创建UCOSII的启动任务
#define START_TASK_PRIO 30                                      				  					   //开始任务的优先级，最低
#define START_STK_SIZE 128                                                        					   //开始任务堆栈的长度
OS_STK START_TASK_STK[START_STK_SIZE]; 										  				           //开始任务堆栈空间
void start_task(void *pdata);													                       //开始任务的声明

//SingleBurner:创建UCOSII的主任务
#define MAIN_TASK_PRIO 6                                       				  					       //主任务的优先级         
#define MAIN_STK_SIZE 1024                                                        					   //主任务堆栈的长度            				
OS_STK MAIN_TASK_STK[MAIN_STK_SIZE]; 										  				           //主任务堆栈空间
void main_task(void *pdata);													                       //主任务的声明
//SingleBurner:创建UCOSII的RTC任务
#define RTC_TASK_PRIO 4                                       				  					       //RTC任务的优先级         
#define RTC_STK_SIZE 512                                                       				   	       //RTC任务堆栈的长度            				
OS_STK RTC_TASK_STK[RTC_STK_SIZE]; 										  				               //RTC任务堆栈空间
void rtc_task(void *pdata);													                           //RTC任务的声明
OS_EVENT * sem_rtc;																			     	   //RTC信号量指针


/***************************************************************************/
//*******函数名：main()
//*******说  明：主函数
//*******参  数：系统入口
//*******返回值：无返回
/***************************************************************************/


int main(void)
{
	SCB->VTOR = FLASH_BASE; 
	System_Init();	                                                                                   //底层初始化	
	OSInit();																	                       //UCOSII初始化
	OSTaskCreate(start_task,(void *)0,(OS_STK *)&START_TASK_STK[START_STK_SIZE-1],START_TASK_PRIO);    //创建开始任务

	OSStart();                                                                                         //启动UCOSII多任务管理	  			
}
/***************************************************************************/
//*******函数名：start_task()
//*******说  明：起始函数
//*******参  数：UCOSII函数入口
//*******返回值：无返回
/***************************************************************************/
void start_task(void *pdata)
{
	OS_CPU_SR cpu_sr=0; 
	pdata=pdata; 
	sem_rtc =OSSemCreate(0);       																	   			//创建一个信号量用于RTC时钟
	OSStatInit(); 																					   			//初始化统计任务
	OS_ENTER_CRITICAL();																			   			//进入临界区
	
	OSTaskCreate(main_task,(void *)0,(OS_STK *)&MAIN_TASK_STK[MAIN_STK_SIZE-1],MAIN_TASK_PRIO);        			//创建主任务
//	OSTaskCreate(rtc_task,(void *)0,(OS_STK *)&RTC_TASK_STK[RTC_STK_SIZE-1],RTC_TASK_PRIO);            			//创建RTC任务
	OSTaskSuspend(START_TASK_PRIO);																	   			//挂起起始任务
	OS_EXIT_CRITICAL();																				   			//退出临界区
}


/***************************************************************************/
//*******函数名：main_task()
//*******说  明：UCOSII主函数，处理杂事
//*******参  数：无参数
//*******返回值：无返回
/***************************************************************************/
void main_task(void *pdata)
{
	while(1)
	{ 	
      DisposeKey();                                                                                           //读取按键

      key_scan();                                                                                             //按键扫描处理
        
		if(TimingMark == 10)																						//500ms定时标志位
		{
			TimingMark=0;
         
         ReadAmmeterData();															//读取内部电表数据
         
         UpdateLcdMark = 1;         
		}
      
      if(UpdateLcdMark == 1)																							//判断是否要更新数据
      {

         clear_screen();																						//清屏

         Display_lcd();                                  													//更新显示数据	
         
         UpdateLcdMark = 0;
      }

		
	}
	
}
/***************************************************************************/
//*******函数名：rtc_task()
//*******说  明：UCOSII的RTC任务，处理时间
//*******参  数：无参数
//*******返回值：无返回
/***************************************************************************/
void rtc_task(void *pdata)
{
	u8 err;
	while(1)
	{	
		OSSemPend(sem_rtc,0,&err);                       						       			//请求信号量
   
		delay_ms(20);												   				   						    //延迟一下
	}
	
}
 

/***************************************************************************/
//*******函数名：RTC_IRQHandler()
//*******说  明：RTC中断服务函数																	  
//*******参  数：无参数
//*******返回值：无返回
/***************************************************************************/
void RTC_IRQHandler(void)
{		 
	if(RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC) != RESET)                                  		   	      //秒钟中断
	{		
		OSSemPost(sem_rtc);											          		   	      //发送信号量
 	}		
	
	RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC);		                                  		          //清秒钟中断
	RTC_WaitForLastTask();	  	                                              		          //等待最近一次对RTC操作完成						 	   	 
}

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📚资料清单

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📚下载链接

https://pan.baidu.com/s/1XO2eLU2YNMzy4CPsgNyo-w?pwd=zmkb

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