本发明专利技术涉及芯片开发装置，公开了一种可编程的单相电能计量芯片开发装置。本发明专利技术中，以现场可编程门阵列实现电能计量芯片的功能，上位机通过单片机对现场可编程门阵列进行校正和控制，可重复下载编程，允许用户在不改变外围电路的情况下，重复的修改芯片的设计，并测试修改之后的性能，极大地简化开发设计和测试过程，也大大降低了芯片的开发成本。有三路输入信号，通过比较两路电流输入信号的大小，可以判断是否存在窃电现象。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及芯片开发装置，特别涉及可编程的单相电能计量芯片开发装置。
技术介绍
电能计量芯片作为电能计量的专用芯片，在电能管理仪器仪表中占有很大比例， 其性能直接影响着电能管理的效率和科技水平。电能表是电力部门计费的依据，因而需保证其性能的稳定性、计量的准确性和可靠性。目前已有大量的电子式电能表在实际运行之中。电子式电能表的技术特性主要取决于电能计量芯片的特性，所以对电能表计量芯片进行研究，具有十分重要的经济价值和理论意义。早期的电能计量芯片只有一个数据采集器，提供给单片机系统高、低频率的脉冲输出，单片机利用自身的计数器或定时器记取脉冲数。目前的电能计量芯片跟以前相比， 在功能和性能上有了很大改进，不仅有数据采集功能，而且电能计量芯片对采集的数据进行了大量的加工和运算，直接给出了电能计量参数，比如有功功率(能量)、无功功率(能量)、视在功率(能量)、电压有效值、电流有效值、功率因数、频率等量值。此外，还能对电能计量芯片进行校正，比如有功校正、无功校正、电流增益校正、直流偏置校正、相位校正等。对于电能计量芯片的开发测试历来是一个复杂的过程，不管是校表还是改变硬件上的布局布线，都是非常繁琐的。因此，现有技术中亟需一种可以允许用户在不改变外围电路的情况下，重复的修改芯片的设计，并测试修改之后的性能，能极大地简化电能计量芯片的开发设计及测试过程的开发装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可编程的单相电能计量芯片开发装置，可重复下载编程，允许用户在不改变外围电路的情况下，重复的修改芯片的设计，并测试修改之后的性能，极大地简化开发设计和测试过程，也大大降低了芯片的开发成本，同时具有很高的数据精度。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式公开了一种可编程的单相电能计量芯片开发装置，包括第一模数转换器，用于对电表的电压输入信号进行模数转换；第二模数转换器，用于对电表的电流输入信号进行模数转换；可编程输入输出口，用于将现场可编程门阵列与外部连接；现场可编程门阵列，与第一和第二模数转换器连接，用于根据第一模数转换器输出的电压采样信号、第二模数转换器输出的电流采样信号和用于校正计量精度的校表参数，计算电能计量参数，并生成电能脉冲通过可编程输入输出口输出；单片机，与现场可编程门阵列连接，用于从该现场可编程们阵列内读取电能计量参数，并写入校表参数；通信口，用于将单片机和外部的上位机连接，完成单片机和上位机之间的通信。本专利技术实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于以现场可编程门阵列实现电能计量芯片的功能，上位机通过单片机对现场可编程门阵列进行校正和控制，可重复下载编程，允许用户在不改变外围电路的情况下，重复的修改芯片的设计，并测试修改之后的性能，极大地简化开发设计和测试过程，也大大降低了芯片的开发成本，同时具有很高的数据精度。进一步地，一般的单相电能计量芯片至少有两路输入，一路电表的电压输入信号， 一路电表的电流输入信号，通过对电压、电流采样信号的处理完成基本的电能计量。为了实现电表的防窃电功能，再增加了一路电流输入信号，即电表的电流输出信号，通过比较两路电流输入信号的大小，可以判断是否存在窃电现象，并进行相应的处理。进一步地，单片机作为控制芯片，可以通过通信口与外部的上位机进行通信，并且可以将上位机的读写命令发送至现场可编程门阵列，现场可编程门阵列返回相应的值给单片机，单片机又同时控制显示器的显示和存储器的存储。进一步地，现场可编程门阵列可重复下载编程，可以很方便地修改芯片的设计，具有简单、快捷、高效等优点。进一步地，单片机通过通信口和上位机相连，从而设计自动化的测试软件，极大地简化和缩短电能计量芯片的验证过程，可以完全实现和测试现有的单相电能计量芯片的功能。附图说明图1是本专利技术第一实施方式中一种可编程的单相电能计量芯片开发装置的结构示意图；图2是本专利技术第二实施方式中一种可编程的单相电能计量芯片开发装置的结构示意图；图3是本专利技术第三实施方式中一种可编程的单相电能计量芯片开发装置的结构示意图；图4是本专利技术中现场可编程门阵列内电压或电流有效值的计算方法示意图；图5是本专利技术中现场可编程门阵列内有功功率、脉冲和电能的计算方法示意图；图6是本专利技术中现场可编程门阵列内无功功率、脉冲和电能的计算方法示意图。具体实施例方式在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步地详细描述。本专利技术第一实施方式涉及一种可编程的单相电能计量芯片开发装置。图1是该可编程的单相电能计量芯片开发装置的结构示意图。具体地说，如图1所示，该可编程的单相电能计量芯片开发装置包括第一模数转换器，用于对电表的电压输入信号进行模数转换。第二模数转换器，用于对电表的电流输入信号进行模数转换。可编程输入输出口，用于将现场可编程门阵列与外部连接。现场可编程门阵列(FieldProg rammable Gate Array，简称 “FPGA”)，与第一和第二模数转换器连接，用于根据第一模数转换器输出的电压采样信号、第二模数转换器输出的电流采样信号和用于校正计量精度的校表参数，计算电能计量参数，并生成电能脉冲通过可编程输入输出口输出。具体地说，电能计量参数包括有功功率、有功能量、无功功率、无功能量、视在功率、视在能量、电压有效值、电流有效值、功率因数、相角和频率等。单片机，与现场可编程门阵列连接，用于从该现场可编程们阵列内读取电能计量参数，并写入校表参数。通信口，用于将单片机和外部的上位机连接，完成单片机和上位机之间的通信。在本实施方式中，通信口为串口。此外，可以理解，在本专利技术的其他某些实施方式中，通信口也可以不是串口，例如可以是USB接口等。上位机是指人可以直接发出操控命令的设备，可以是一个PC，也可以是一台专用设备，或服务器，或一块微处理器等。上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应的时序信号直接控制相应设备，在这里单片机即是下位机。第三模数转换器，用于对电表的电流输出信号进行模数转换，并将转换后的电流采样信号输出到现场可编程门阵列。现场可编程门阵列根据该电流采样信号和第二模数转换器输出的电流采样信号计算防窃电的信息。一般的单相电能计量芯片至少有两路输入，一路电表的电压输入信号，一路电表的电流输入信号，通过对电压、电流采样信号的处理完成基本的电能计量。为了实现电表的防窃电功能，需要增加第二路的电流输入信号，即电表的电流输出信号，通过比较两路电流输入信号的大小，可以判断是否存在窃电现象，并进行相应的处理。现场可编程门阵列通过计算得到两路电流输入的有功功率、有功能量、无功功率、无功能量、视在功率、视在能量、 电压有效值、电流有效值、电压频率、功率因数、相角等电能计量参数，这些参数可以通过与单片机和通信口的通信送给上位机，同时现场可编程门阵列会将有功、无功和视在脉冲输出，这些输出通过可编程输入输出口送至外部，外部根据这些脉冲进行芯片计量精度的测试ο第三模数转换器，在地位上和第二模数转换器是相当的，两者都是电流采样本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：史元，朱昊，阳常回，张明雄，
申请(专利权)人：钜泉光电科技上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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