為了在所有相關(guān)模擬輸入通道上提供正確的測(cè)量數(shù)據(jù)，必須對(duì) AMC131M03 器件寄存器進(jìn)行初始化。每次啟動(dòng)計(jì)量應(yīng)用以及每次運(yùn)行計(jì)量校準(zhǔn)程序時(shí)，都要完成此初始化過程。

圖 3-1 TIDA-010244 固件中的電能計(jì)量初始化序列

MSPM0+ MCU 的 SPI 模塊配置為使用 4 線制模式的控制器器件（SPI 硬件模塊自動(dòng)將 CS0、CS1、CS2 和 CS3 這四個(gè)片選信號(hào)設(shè)置為高電平和低電平有效）。設(shè)置 SPI 模塊后，所有中斷都被禁用，并且從 MSPM0+ MCU 發(fā)送 SYNC_RESET 線路上的復(fù)位脈沖。然后重新啟用中斷，MSPM0+ MCU 向 ADC 發(fā)送 SPI 寫入命令（首先針對(duì) A 相向 AMC131M03 發(fā)送，再針對(duì) B 相向 AMC131M03 發(fā)送，然后針對(duì) C 相向 AMC131M03 發(fā)送，最后針對(duì)中性向 AMC131M03 發(fā)送），以配置寄存器：

• MODE 寄存器設(shè)置：使用了 16 位 CCITT CRC，AMC31M03 數(shù)據(jù)包中每個(gè)字的長(zhǎng)度為 24 位，在啟用最滯后的通道上將 DRDY 信號(hào)置為有效，當(dāng)轉(zhuǎn)換值不可用時(shí) DRDY 置為高電平有效，當(dāng)轉(zhuǎn)換值準(zhǔn)備就緒時(shí) DRDY 置為低電平有效。
• GAINx 寄存器設(shè)置：對(duì)于全部三個(gè)通道，PGA 增益 = 1，測(cè)量每個(gè) AMC 器件上的相電壓
• GAINy 寄存器設(shè)置：對(duì)于全部四個(gè)電流測(cè)量通道（分流通道），PGA 增益 = 32
• CHx_CNG 寄存器設(shè)置（其中，x 為通道編號(hào)）
  • 三相模式：全部七個(gè) ADC 通道輸入連接到外部 ADC 引腳，且每個(gè)通道的通道相位延遲都設(shè)為 0（使用 SDK 中間件中的軟件相位補(bǔ)償，而不是 AMC131M03 硬件相位補(bǔ)償）。
• CLOCK 寄存器設(shè)置：1024 OSR，所有通道均已啟用，高分辨率調(diào)制器功率模式

MSPM0+ MCU 在啟動(dòng)時(shí)配置為當(dāng)四個(gè) DRDY 引腳中的任何一個(gè)發(fā)生下降沿時(shí)生成端口中斷，指示新的測(cè)量樣本可用。

ADC 調(diào)制器時(shí)鐘來(lái)自饋入 CLKIN 引腳的時(shí)鐘，該引腳在內(nèi)部被二分頻以生成 ADC 調(diào)制器時(shí)鐘。因此，ADC 的采樣頻率如 方程式 3 所示。

其中

• ?_S 是采樣率
• ?_M 是調(diào)制器時(shí)鐘頻率
• ?_CLKIN 是饋送到 AMC131M03 CLKIN 引腳的時(shí)鐘
• OSR 是所選的過采樣率

在此設(shè)計(jì)中，MSPM0+ MCU 的 M0_CLKOUT 信號(hào)的頻率為 8.192MHz。在適當(dāng)?shù)募拇嫫髟O(shè)置下，過采樣率選擇為 1024。因此，全部四個(gè) ADC 的調(diào)制器時(shí)鐘設(shè)置為 4.096MHz，采樣率設(shè)置為 4000 個(gè)樣本/秒。

對(duì)于測(cè)量每個(gè)相電壓的三相系統(tǒng)，至少需要三個(gè) AMC 器件來(lái)獨(dú)立測(cè)量三個(gè)電壓和三個(gè)電流，并在任意兩個(gè)相位之間進(jìn)行隔離。在此設(shè)計(jì)中，軟件中使用了以下 ADC 通道映射進(jìn)行三相配置：

• AMC131M03 (U4) 的 AIN0P 和 AIN0N → 電流 I1（A 相電流）
• AMC131M03 (U4) 的 AIN1P 和 AIN1N → 電壓 V1（A 相相電壓）
• AMC131M03 (U5) 的 AIN0P 和 AIN0N → 電流 I2（B 相電流）
• AMC131M03 (U5) 的 AIN1P 和 AIN1N → 電壓 V2（B 相相電壓）
• AMC131M03 (U6) 的 AIN0P 和 AIN0N → 電流 I3（C 相電流）
• AMC131M03 (U6) 的 AIN1P 和 AIN1N → 電壓 V3（C 相相電壓）
• AMC131M03 (U7) 的 AIN0P 和 AIN0N → 電流 N（零線電流）