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STM32单片机智能电表交流电压电流程序设计(电流 电压互感器TV1005M+TA1005M)

  [复制链接]
ID:355082 发表于 2019-4-15 15:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
5、基于STM32F103单片机智能电表交流电压电流设计
本设计由STM32单片机核心板电路+交流电压电流检测模块电路+WIFI模块电路+指示灯电路组成。
1、通过电压互感器TV1005M和电流互感器TA1005M分别检测交流电压和交流电流值，
2、手机APP和WiFi模块互联后，可以实时显示交流电压、交流电流、功率和电量实时显示在手机上。
3、当功率超过200W时，继电器自动断开。功率不超过200W时，可以手动控制继电器的开关。
4、手机和WiFi模块连接后，手机上显示计时时间。
stm32-5 (1).JPG stm32-5 (3).JPG stm32-5 (5).JPG

名称：AUAISOUT000
IP及端口号:10.10.10.11:8080

接受内容：
V:123A:12345P:1234567Q:1234567.89T:123R:1

说明:(只增加R部分命令及发送内容，其他未变动)   
V:123        表示123V交流电压    字符5个长度不变 如12V 表示V:012
A:12345        表示12.345A交流电流     
P:1234567    表示1234.567W 瞬时功率 即缩小1000倍   
Q:1234567.89    表示1.23456789    度 缩小1000000倍 因为度的单位比较大kwh
T:1234        表示1234S 单片机设备运行时间
R:1        表示继电器接通 供电中 0表示断开即过载

发送内容：*或者#     #断开供电    *接通供电

元件清单:
极性电容    10uF
电阻    1K
STM32核心板    STM32_CORE
交流电压电流检测模块    交流电压电流检测
ESP8266/WIFI模块    WIFI_ESP8266
220V公头线    2芯公头
220V母头线    2芯母头
2.54单排座    3pin
2.54单排座    4pin
2.54单排座    5pin
2.54单排座    20pin
覆铜板或万用板    /
普通USB线_大头    /
导线（只万用板有）    /
焊锡    /

单片机源程序如下:
  1. #include "led.h"
  2. #include "delay.h"
  3. #include "sys.h"
  4. #include "usart.h"
  5. #include "lcd.h"
  6. #include "adc.h"
  7. #include <stdio.h>
  8. #include "timer.h"

  10. //char tabDataV[5];//打印电压数组
  11. //char tabDataA[7];//打印电流数组
  12. //char tabDataP[9];//打印功率数组
  13. //char tabDataQ[12];//打印电量数组
  14. //char tabDataT[6];//打印时间数组
  15. char tabData[42];//打印时间数组

  17. unsigned int ACcurrent;                //市电电流
  18. unsigned int ACvolt;                //市电电压
  19. unsigned long PowerWt=0;//功率
  20. float PowerQd=0;//功率
  21. unsigned char relayFlag=1;
  22. int main(void)
  23. {
  24.         u16 adcx;
  25.         float temp;
  26.         delay_init();                     //延时函数初始化         
  27.         uart_init(9600);                 //串口初始化为115200
  28.   TIM3_Int_Init(499,7199);//50ms           
  29.         LED_Init();                                  //初始化与LED连接的硬件接口
  30.   LED0=0;
  31.          Adc_Init();                                  //ADC初始化            

  33.         RELAY=1; //继电器打开
  34.         relayFlag=1;        //继电器状态标识
  35.         delay_ms(4000);
  36.         
  37.         printf("AT+CIPMUX=1\r\n");                   //允许链接
  38.         delay_ms(1000);
  39.         printf("AT+CIPSERVER=1,8080\r\n");           //创建端口号8080
  40.         delay_ms(1000);
  41.         while(1)
  42.         {
  43.                 adcx=Get_Adc_Average(ADC_Channel_1,10);// PA1 交流电压检测口 ad转换10次求平均值
  44.                 temp=(float)adcx*(3.3/4096);
  45.                 ACvolt=(unsigned int)(temp*303);//*303 互感器计算获取 以及1K电阻 用示波器检测校准得到
  46.                 if(ACvolt<15) ACvolt=0;
  47.                
  48.                 adcx=Get_Adc_Average(ADC_Channel_2,10);        // PA2                                                       求平均值
  49.                 temp=(float)adcx*(3.3/4096);
  50.                 if(temp>0.02)
  51.                 {
  52.                         ACcurrent=(unsigned int)((temp-0.02)*3100);//*3950 互感器计算获取扩大1000倍 以及1K电阻 用示波器检测校准得到 0.02去除波动 防止误判断
  53.                 }
  54.                 else
  55.                 {
  56.                                 ACcurrent=0;
  57.                 }
  58.                 if(ACcurrent<50)ACcurrent=0;//滤除电流
  59.                 PowerWt=ACvolt*ACcurrent;                 //功率
  60.                
  61.                 if(dealFlag==1)//处理标志
  62.                 {
  63.                         dealFlag=0;
  64.                         PowerQd=(float)PowerWt*1/60.0/60.0+PowerQd;        //累计电量 1表示1s 因为电流扩大了1000倍 因此该处也扩大了1000倍 且此处功率单位为W 除以1000为千瓦 结果为度 1度=1千瓦时
  65.                 }
  66.                
  67.                 if(times>=9999)
  68.                 {times=0;}
  69.                
  70.                 if(PowerWt/1000>200)
  71.                 {        
  72.                         RELAY=0;                        //关闭继电器
  73.                         relayFlag=0;
  74.                 }               

  76.                 sprintf(tabData,"V:%03dA:%05dP:%07luQ:%010.2fT:%04dR:1",ACvolt,ACcurrent,PowerWt,PowerQd,times);               
  77. //                sprintf(tabDataA,"A:%05d",ACcurrent);//电流
  78. //                sprintf(tabDataP,"P:%07lu",PowerWt);//功率
  79. //                sprintf(tabDataQ,"Q:%010.2f",PowerQd);//电量                        
  80. //                sprintf(tabDataT,"T:%04d",times);//时间
  81.                 if(relayFlag==1)
  82.                 {sprintf(tabData,"V:%03dA:%05dP:%07luQ:%010.2fT:%04dR:1",ACvolt,ACcurrent,PowerWt,PowerQd,times);                }//打印数据
  83.                 else
  84.                 {sprintf(tabData,"V:%03dA:%05dP:%07luQ:%010.2fT:%04dR:0",ACvolt,ACcurrent,PowerWt,PowerQd,times);                }//打印数据
  85.         
  86.                
  87.                 printf("AT+CIPSEND=0,42\r\n");                //发送固定字节数据的at命令
  88.                 delay_ms(200);
  89.                 printf(tabData);                                        //发送数据
  90.                 delay_ms(200);

  92.                 LED0=!LED0;                //数据发送        
  93.                 delay_ms(200);                //延时
  94.         }                                                                                            
  95. }        
复制代码
  1. #include "adc.h"
  2. #include "delay.h"
  3.    
  4.                   
  5. //初始化ADC
  6. //这里我们仅以规则通道为例
  7. //我们默认将开启通道0~3                                                                                                                                          
  8. void  Adc_Init(void)
  9. {         
  10.         ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
  11.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  13.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1        , ENABLE );          //使能ADC1通道时钟


  16.         RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);   //设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M

  18.         //PA1 作为模拟通道输入引脚                        
  19.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2;
  20.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;                //模拟输入引脚
  21.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);        

  23.         ADC_DeInit(ADC1);  //复位ADC1,将外设 ADC1 的全部寄存器重设为缺省值

  25.         ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;        //ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在独立模式
  26.         ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;        //模数转换工作在单通道模式
  27.         ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;        //模数转换工作在单次转换模式
  28.         ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;        //转换由软件而不是外部触发启动
  29.         ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;        //ADC数据右对齐
  30.         ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;        //顺序进行规则转换的ADC通道的数目
  31.         ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);        //根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化外设ADCx的寄存器   

  33.   
  34.         ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);        //使能指定的ADC1
  35.         
  36.         ADC_ResetCalibration(ADC1);        //使能复位校准  
  37.          
  38.         while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));        //等待复位校准结束
  39.         
  40.         ADC_StartCalibration(ADC1);         //开启AD校准

  42.         while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));         //等待校准结束

  44. //        ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);                //使能指定的ADC1的软件转换启动功能

  46. }                                 
  47. //获得ADC值
  48. //ch:通道值 0~3
  49. u16 Get_Adc(u8 ch)   
  50. {
  51.           //设置指定ADC的规则组通道，一个序列，采样时间
  52.         ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );        //ADC1,ADC通道,采样时间为239.5周期                                      
  53.   
  54.         ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);                //使能指定的ADC1的软件转换启动功能        
  55.          
  56.         while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束

  58.         return ADC_GetConversionValue(ADC1);        //返回最近一次ADC1规则组的转换结果
  59. }

  61. u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)
  62. ……………………

  64. …………限于本文篇幅 余下代码请从51黑下载附件…………
复制代码


所有资料51hei提供下载:
12、器件清单（针对本设计，1对1，直接用）.zip (7.67 KB, 下载次数: 488)
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ID:150611 发表于 2019-5-4 19:41 | 显示全部楼层
好资料，来仔细研究研究
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ID:476217 发表于 2019-5-6 07:45 | 显示全部楼层
好资料。很需要。我能检测到电压就是不准，不知道怎么校准，是不是还需要一个校准电源？研究中。
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ID:437641 发表于 2019-5-29 22:14 来自手机 | 显示全部楼层
你好，可以问你一些问题吗?
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ID:375265 发表于 2019-6-18 08:49 | 显示全部楼层
好资料，来仔细研究研究
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ID:582900 发表于 2019-7-15 19:50 | 显示全部楼层
你好， 这个是怎么测试电压有效值的呢？
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ID:265454 发表于 2019-10-18 15:24 | 显示全部楼层
很需要呀
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ID:412814 发表于 2019-10-21 08:47 | 显示全部楼层
正需要这个资料呢，谢谢楼主
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ID:76408 发表于 2019-11-16 09:35 | 显示全部楼层
楼主辛苦，收藏了，，，，。
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ID:500009 发表于 2019-11-23 13:16 来自手机 | 显示全部楼层
正好需要，多谢分享
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ID:76408 发表于 2019-11-27 13:58 | 显示全部楼层
谢谢楼主，我下载了试试看行不行。
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ID:700642 发表于 2020-3-1 15:11 | 显示全部楼层
学习一下，不知道直接用esp8266行不行
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ID:75468 发表于 2020-3-5 16:37 | 显示全部楼层
非常好的资料，谢谢楼主的分享。
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ID:696302 发表于 2020-3-11 17:39 | 显示全部楼层
正需要这个呢 感谢分享
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ID:729780 发表于 2020-4-15 15:17 | 显示全部楼层
谢谢楼主，研究一下
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ID:730711 发表于 2020-4-17 16:27 | 显示全部楼层
谢谢分享！
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ID:730711 发表于 2020-4-17 16:29 | 显示全部楼层
谢谢分享！
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ID:806637 发表于 2020-7-22 11:02 | 显示全部楼层
只有3个资料是吗
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ID:295874 发表于 2020-8-2 09:55 | 显示全部楼层
这程序大致看了一下，测试交流电压，能这样子用吗？这样子测试直流电可以，交流电还是需要DFT比较准确。
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ID:410617 发表于 2020-8-16 22:22 | 显示全部楼层
特别好的的资料，刚好要做这样的项目
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ID:792111 发表于 2020-8-25 13:06 | 显示全部楼层
电流检测模块是什么型号的呢？有没有原理图？
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ID:87000 发表于 2020-8-26 15:32 | 显示全部楼层
先下载看看怎么样。要是一个压缩包就好了。
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ID:108573 发表于 2020-8-27 08:41 | 显示全部楼层
有傅立叶变换部分吗，可以算功率因数和频率等电参量不
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ID:214628 发表于 2020-9-17 10:13 | 显示全部楼层
这个兄弟，资料好像不全啊。原理图没有，资料简介使用说明之类的也没有，能全部提供一下吗。
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ID:69829 发表于 2020-11-23 21:58 | 显示全部楼层
好资料，最近在做三相电的电流电压检测，应该可以参考参考
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ID:229137 发表于 2021-3-11 16:33 | 显示全部楼层
看看，正好用到
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ID:597820 发表于 2021-3-12 08:36 | 显示全部楼层
电压检测，应该可以参考
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ID:767852 发表于 2021-3-15 18:26 | 显示全部楼层
没用啊，上面的采集模块绿色板子买不到，也不知道型号，手机端的APP也没有，怎么可能照着做出来
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ID:1014660 发表于 2022-3-31 23:09 | 显示全部楼层
想要组装图
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ID:818203 发表于 2022-4-28 18:48 来自手机 | 显示全部楼层
变压器的名字
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ID:1054620 发表于 2022-11-29 13:54 | 显示全部楼层
好资料，借鉴研究一下
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ID:236020 发表于 2023-10-20 18:51 | 显示全部楼层
有一个项目要测交流电压,这个下载了学习一下. 谢谢分享
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ID:598178 发表于 2023-10-30 16:17 | 显示全部楼层
好资料，MARK一下
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ID:1110374 发表于 2024-1-29 23:44 | 显示全部楼层
请问精度怎么样
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ID:1110374 发表于 2024-1-31 17:41 | 显示全部楼层
这PCB文件也太水了吧，就一个背板图，啥电路都没有
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ID:1111205 发表于 2024-3-6 20:54 | 显示全部楼层
有人知道这个交流电压电流检测模块电路（TA1005、TV005）电路是怎么设计的？
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ID:1111686 发表于 2024-5-8 17:28 | 显示全部楼层
为什么我互感器输出的是负压
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