【应用】R7F0C004单片机在微型电力监测仪演示板中的应用方法
本文介绍了瑞萨电子公司推出的R7F0C004单片机在微型电力监测仪演示板中的应用方法。
微型电力监测仪演示板功能介绍
本文所描述的微型电力监测仪，采用R7F0C004 单片机和专用的电能计量芯片，配合高精密的电流电压采样电路及LCD 显示器，实现对用电设备的全面监控。通过LCD 可以显示当前用电设备的用电量、功率、电压、电流、累计时间、频率、CO2 排放量。可用于LED 节能灯、空调、冰箱及微波炉等家用电器的监控，也可作为教学用的测量仪器。微型电力监测仪演示板的硬件电路板如图1所示：
图1 微型电力监测仪演示板
微型电力监测仪演示板原理简介
本文所描述的微型电力监测仪是由AC转DC降压整流电路，电流、电压采样电路，电能计量芯片控制电路，温度传感器控制电路，LCD 显示控制电路，EEPROM 控制电路和主控MCU 等组成，原理框图如图2所示：
图2 微型电力监测仪演示板原理框图
操作说明
（1）将微型电力监测仪插入到电源插座上，再将用电电器的插头插入微型电力监测仪的插座上。
（2）微型电力监测仪上电进入初始状态，初始状态下蜂鸣器发出两声滴答音，LCD 屏被全点亮，5 秒后退出初始化模式。如果微型电力监测仪检测到有负载，则进入测量模式；如果没有负载，则进入负载等待模式（无负载模式），此时LCD 屏无显示。
（3）测量模式下，会显示累计电量，按[+]键，会依次显示功率、电压、电流、累计时间、频率、CO2 排放量、累计电量；按[-]键，则逆序显示。
（4）累计时间显示模式下，长按[Set]键2 秒，进入时间清零界面，此时LCD 屏上数字闪烁，按下[Enter]键后，时间数据被清零，LCD 屏返回累计时间显示模式。
（5）累计电量显示模式下，长按[Set]键2 秒，进入电量清零界面，此时LCD 屏上数字闪烁，按下[Enter]键后，电量数据被清零，电量数据清零同时CO2 排放量数据也被清零，LCD 屏返回累计电量显示模式。
（6）如果微型电力监测仪监测到环境温度超过80 摄氏度会发出滴答音报警，此时请立即给电力监测仪断电。
微型电力监测仪累计电量显示模式
微型电力监测仪累计电量显示模式如图3所示，显示屏上显示出“0.12”的字样，代表累计耗电0.12 度。电量的单位是度，计量范围是0.01~9999.99度。
图3 累计电量显示模式
微型电力监测仪功率显示模式
微型电力监测仪功率显示模式如图4所示，显示屏上显示出“46”的字样，代表当前有功功率是46 瓦。功率的单位是瓦，计量范围是1~32768
瓦。
图4 功率显示模式
微型电力监测仪电压显示模式
微型电力监测仪电压显示模式如图5所示，显示屏上显示出“220.91”的字样，代表当前电压是220.91 伏。电压的单位是伏，计量范围是
0.01~655.35伏。
图5 电压显示模式
微型电力监测仪电流显示模式
微型电力监测仪电流显示模式如图6所示，显示屏上显示出“222”的字样，代表当前的电流是222 毫安。电流的单位是毫安，计量范围是1~10000 毫安。
图6 电流显示模式
微型电力监测仪累计时间显示模式
微型电力监测仪累计时间显示模式如图7所示。显示屏上显示出“000165”的字样，代表累计计时165 分钟。累计时间的单位是分钟，计量范围是1~999999 分钟。
图7 累计时间显示模式
微型电力监测仪频率显示模式
微型电力监测仪频率显示模式如图8所示，显示屏上显示出“50.01”的字样，代表当前频率是50.01 赫兹。频率的单位是赫兹，计量范围是45.00~65.00 赫兹。
图8 频率显示模式
微型电力监测仪累计CO2 排放量显示模式
微型电力监测仪累计CO2 排放量显示模式如图9所示。显示屏上显示出“0.10”的字样，代表当前CO2 排放量的累计量是0.10 千克。CO2 排放量的单位是千克，计量范围是0.01~7849.99 千克（家居用电二氧化碳排放量：1 千克=耗电度数×0.785）。
图9 CO2 排放量显示模式
硬件结构框图
微型电力监测仪硬件结构框图如图10所示：
图10 微型电力监测仪硬件结构框图
系统供电电路
微型电力监测仪的供电电路由压敏电阻、热敏电阻、变压器、全桥整流器、LDO 稳压器构成。压敏、热敏电阻对电源电路提供短路保护，变压器将220V AC 降压至两路9V AC。一路9V AC 经过全桥整流器BR1，肖特基二极管D1 以及LDO 稳压器HT7533（U2），得到稳定的3.3V 直流电源给单片机及外围电路供电；另一路9V AC 经过肖特基二极管D2 以及LDO 稳压器HT7533（U3），得到3.3V 直流电源给计量芯片供电。另外，两个跳线JMP1 和JMP2 仅在调试时使用。系统供电电路如图11所示:
图11 系统供电电路
EEPROM 接口控制电路
微型电力监测仪需要存储累计电量和累计时间的数据，所以使用了一个带IIC 接口的EEPROM 存储芯片AT24C64A。EEPROM 接口控制电路如图12所示:
图12 EEPROM 接口控制电路
电能计量芯片控制电路
电能计量芯片ATM90E25 是一款高精度单相电能计量芯片，通过光耦与R7F0C004 单片机的CSI 接口相连接进行通信。R7F0C004 的P45 端口通过光耦控制ATM90E25 芯片的复位引脚。ATM90E25 芯片输出的能量脉冲信号通过光耦输入到R7F0C004 的INT7 端口。由于ATM90E25 芯片的采样电路直接与AC 220V 相连，为了保护单片机，ATM90E25 芯片与R7F0C004 单片机的引脚都是通过光耦PS2501 相连接的。电能计量芯片控制电路如图13所示:
图13 电能计量芯片控制电路
电压采样电路
本文中火线接地（AGND），零线上串联一组精密电阻分压后进行电压采样。电压采样电路如图14所示：
图14 电压采样电路
电流采样电路
电流采样电路分为两路：一路是火线采样电路，另一路是零线采样电路。火线上串联了一个锰铜电阻器SR1 进行采样，零线上通过电流互感器CT1 进行采样。电流采样电路如“图15”所示：
图15 电流采样电路
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本文由杯中的清泉转载自RENESAS，原文标题为:【应用】R7F0C004单片机在微型电力监测仪演示板中的应用方法，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
相关推荐
【应用】R7F0C014单片机助力四轴飞行器控制飞行稳定的应用方案
本文介绍了R7F0C014单片机在四轴飞行器控制方面的应用。瑞萨电子单片机R7F0C014通过I/O 端口模拟IIC 控制姿态芯片MPU6050，然后使用MPU6050 的硬件解算（内置的DMP 模块）直接获取和姿态相关的四元数等数据，再将四元数转化为欧拉角，最后以当前姿态角和捕捉的遥控数据为控制量，通过PID 控制四个电机以达到控制四轴飞行器姿态的目的。
应用方案 发布时间 : 2018-12-08
【应用】R7F0C001单片机在超声波测距以及直接驱动LCD的应用
本文介绍了瑞萨电子公司推出的R7F0C001单片机在超声波测距以及直接驱动LCD的相关应用。本文使用单片机R7F0C001 配合超声波模块HC-SR04 实现距离测量，并通过单片机R7F0C001 装载的LCD 驱动模块驱动LCD显示。
应用方案 发布时间 : 2018-12-19
【应用】R7F0C014L2D 16位单片机控制尺寸为128x64的LCD点阵
本文以瑞萨电子公司推出的R7F0C014 16位单片机为实例，介绍了通过调用RL78系列单片机通用 API函数实现普通IO端口驱动 LCD面板的低成本应用。本文介绍了一组特定的API函数，通过调用其中的各个接口函数可以实现对RL78系列单片机通用IO的灵活应用，模拟产生LCD驱动波形。此外，还介绍了一种按键引脚和 LCD 驱动引脚复用的方法，最大限度节约 MCU 引脚资源。
应用方案 发布时间 : 2018-12-10
请问世强有没有“PIC12F510 美国微芯Microchip”单片机的替代型号？
推荐使用瑞萨RL78系列MCU代替Microchip的型号。具体料号：R5F10268ASP。可以在世官网搜索下该型号获取资料。
技术问答 发布时间 : 2018-12-07
寻找Microchip SST89V54RD2 16位单片机的替代品，最好是pin to pin兼容的，谢谢！
你好，该芯片为Microchip的产品早已经停产，建议使用新的产品来代替，推荐使用瑞萨RL78系列16位单片机来替代。详情可以在世强官网搜索RL78
技术问答 发布时间 : 2018-10-19
如何使用32位单片机EFM32 DEMO板来监测调试外部设备的功耗？
EFM32 DEMO板内置AEM调试硬件电路，配合上位机energy profiler能够实现对MCU的功耗监控和调试。在硬件上，AEM测量的是VMCU域的电流，使用电流监测芯片对VMCU域的电流进行处理并由半载的Board controller对检测值进行采样，最终将采样结果发给上位机，所以想要使用demo对外部的模块进行功耗监测，需要首先将板载的EFM32 MCU设置为最低功耗模式（EM4模式），由于EFM32单片机在EM4模式下，电流仅为几十nA，最大的减小板子本身的电流消耗对功耗测量的影响；其次外部模块需使用demo的VMCU管脚进行供电，供电电压为3.3V。这样使用上位机即可实现对外部模块的功耗监测。
技术问答 发布时间 : 2016-10-25
【经验】如何进行单片机中断处理？—以瑞萨RH850F1KM-S4为例
中断处理是我们在开发单片机时会经常用到的，本文以Renesas RH850F1KM-S4为例。找到；USE_TABLE_REFERENCE_METHOD .set 1，这句话决定了工程是否能够支持中断功能，将“；”删除，即可支持中断功能。
设计经验 发布时间 : 2022-06-08
【经验】瑞萨单片机RL78/F14调试开发注意事项
拿到单片机首先会比较关心硬件设计是否正确，是否可以下载调试，尤其是刚接触不久单片机的小伙伴，急于实践，拿前辈的图纸，往往还会出现设计缺陷，导致下载不畅，本文将结合瑞萨RL78/F14的单片机，介绍设计和调试常出现问题。
设计经验 发布时间 : 2022-12-16
瑞萨在Lab on the Cloud中新增DSP解决方案，基于RX单片机的DSP系统可实现在线访问
本期将为大家介绍的是Lab on the Cloud中的RX产品家族DSP解决方案，通过该方案用户可以在线连接RX单片机的评估板并体验DSP。
设计经验 发布时间 : 2023-11-16
【经验】单片机RH850的Smart Configurator OS Timer模块配置
在数字系统中，使用单片机时经常用到一个模块，那就是单片机定时器，单片机定时器的作用主要是在发生软件故障时，通过使器件复位（如果软件未将器件清零）将单片机复位，也可以用于将器件从休眠或空闲模式唤醒，还能用做精确延时处理，常被应用于时间控制、程序延时、对外部时间计数和检测等工作范围内。本文介绍以RH850单片机，使用Smart Configurator开发工具开发定时器模块。
设计经验 发布时间 : 2021-03-09
R7F0C020M2DFB 16位单片机 用户手册 硬件篇
描述- 本手册以理解R7F0C020 的功能并且以设计和开发其应用系统和程序的用户工程师为对象。
型号- R7F0C020M2DFB,R7F0C020,R7F0C020M2DFB-C#AA0
如何使用瑞萨RX单片机和串行LCD轻松实现HMI进化？
本解决方案使您能够用所有RX家族单片机实现对SPI连接TFT LCD模块的控制。用更少的硬件资源实现更复杂的HMI。
设计经验 发布时间 : 2023-11-15
【选型】RENESAS ( 瑞萨电子）通用IC--电源线性/单片机/SOC外围IC选型指南
目录- 电源线性IC 单片机、SoC外围IC
型号- M62213FP,R2A20124AFP,M5291FP,R2A20114SP,M62383FP,R2A20169NP,R2A20152SP,M51996AFP,M62333P,M62212P,M5291P,R2A20152NS*,R2A20158NP,M62368GP,R2A20150NP,HA17393A,M62320P,M62333FP,M62235P,R2A20168SA*,M62332P,M62211P,R2A20162SA,R2A20152SP*,M62237FP,RNA53A27FUS,M62371GP,R2A20168NP,RNA50C27AUS,M62367FP,M62290FP,R2A20162SA*,M62393FP,M62249FP,M62332FP,M62367GP,M62291GP,M62281P,M62213P,R2A20104FP,M62334P,HA1631D01,HA1631D02,R2A20169NP*,HA1631D03,HA1631D04,M62211FP,HA1630S08,M62393P,R2A20154SP,M62362FP,R2A20131SP,M62301FP,M51998FP,M62337P,M62393F,M62212GP,R2A20118ASP,R2A20152NS,HA16121FP,R2A20158NP*,R2A20162SP*,M62392P,R2A20016NP,R2A20164NP*,M51995AFP,M51995AP,R2S20020SP,R2A20124ASP,R2A20166SA,M62364GP*,M62212FP,M62235FP,M62253AGP,R2A20164SA,M62504FP,R2A20115SP,HA17358A,R2A20113ASP,R2A20162NS,HA1631S01,HA1631S02,RNA51953A,HA1631S03,HA1631S04,M62384FP,RNA51953B,R2S20031SP,R2A20162NS*,M62339P,R2A20166SA*,R2A20104SP,HA16114P,HA1630Q02,HA1630Q03,HA1630Q04,R2A20050ANS,HA1630Q05,HA1630Q06,M62352AGP,M62334FP,M62242AFP,RD40LD003,M51996AP,M62338P,HA1630Q01,M62342HP,M62293FP,M62303FP,M62353GP,M62364FP,M62376GP,M51998P,R2A20035SP,M62332,M62334,M62333,HA1630D01,HA1630D02,HA1630D03,R2A20168NP*,RNA51XX,M62244FP,HA1630D04,HA1630D05,HA1630D06,M62301SP,RNA52A10MM,R2A20154NS,R2A20168SP,HA16116FP,M62364GP,M62352FP,HA1630D07,R2A20010NP,HA1630D08,M62337FP,R2A20168SA,RNA50C27AMM,HA1631S01-04,R2A20178SP,R2A20164NP,RNA51957B,R2A20132SP,M62352GP,M62353AGP,M62363FP,M62294FP,HA16174P,HA1630D01-08,M62501P,RNA51957A,R2A20178SA,M62245FP,R2A20112ASP,HA1631D01-04,HA1630S01,HA1630S02,HA1630S03,R2A20121SP,M62362P,HA1630S04,HA1630S05,HA1630S06,HA16120FP,HA1630S07,RNA51ABXX,R2A20154SP*,R2S20030NP,M62215FP,M6236FP,M62501FP,M62370GP,M62320FP,HA16174FP,R2A20154NS*,M62353P,R2A20169SA*,M62343FP,M62220L,HA1630Q01-06,R2A20150SA,R2A20164SA*,M62216GP,R2A20114FP,R2A20118ASPR2A20131SP,M62242FP,M62392FP,R2A20178NP*,HA16114FP,R2A20133BSP,M62320GP,HA1630S01-08,M62343GP,M62354AGP,M62366GP,M62352P,M62354FP,R2A20162SP,RNA51958A,RNA51958B,M62339FP,R2A20178SP**,R2A20166NP,R2A20134SP,M6227XGP,M62216FP,R2S220031SP,M62290L,M62292FP,M62342FP,M62354GP,M62343P,M62220FP,R2A20178NP,R2J20071ANS,R2A20169SP,R2A20133ASP,R2J20052NS,M62281FP,M62342GP,M62342P,M62353FP,M62354P,R2A20166NP*,M62270GP,M62338FP,M62504P,R2A20169SA
国内哪家32位单片机做的好的
1 瑞萨科技 2 飞思卡尔半导体 3 Microchip Technology 4 NEC电子 5 英飞凌 6 东芝 7 Atmel 8 三星 9 恩智浦半导体(NXP) 10 意法半导体
技术问答 发布时间 : 2020-10-26
基于RX的数字电源转换能力用RX单片机实现图腾柱交错式PFC
本期以AC-DC电源控制为例，介绍如何使用RX单片机对图腾柱交错式PFC进行控制。
设计经验 发布时间 : 2023-11-14
电子商城
现货市场
服务
支持微型计算机 、便携式计算机显示设备、投影仪、打印设备、绘图仪、多用途打印复印机、扫描仪、计算机内置电源、电源适配器、充电器、服务器、收款机等产品中国强制性产品认证。
提交需求>
提供7~27寸工控机定制，支持嵌⼊式/ 壁挂式 /桌⾯式/悬挂式等安装方式，采用纯平⾯板IP65防尘防⽔等级，莫⽒7级硬度触摸屏，兼容多种操作系统：组态软件/安卓/XP/win7/8/10/Linux等，支持主板、接⼝、外观、⽀架、刷卡器、⾝份证阅读器、LOGO、⻨克⻛、系统、电池、蓝⽛、4G/5G、摄像头、GPS系统、⼆维码扫描器、指纹等特殊应⽤场景定制
最小起订量： 1台 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论