hlw8012电能测量芯片(多组功率电流测量)_MECHT_hlw8012

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简介硬件设计厂家推荐电路互感器采样方案软件设计代码讲解计算部分软件设计、硬件设计

简介

合力为官网，hlw8012规格书中资料： HLW8012 为单相多功能计量芯片，其提供高频脉冲 CF 用于电能计量和高频 CF1 用于指示电流有效值或者电压有效值。高频脉冲 CF，指示有功功率，满足 50/60Hz IEC 687/1036 标准的准确度要求，在 1000:1 范围内达到±0.2%的精度。 [说明]在满幅输入是 1000W 的条件，在 1W 到 1000W 的量程范围内，有功功率的测量精度(线性度)是 0.2%。 ? 高频脉冲 CF1，可配置成为输出电流有效值或者电压有效值，在 500:1 范围内达到±0.5%的精度。

硬件设计厂家推荐电路

参考合力为推荐的方案

互感器采样方案 220v情况下，将采样电阻换成1Ω，并且与电流互感器相连关注获取方案软件设计

使用GPIO中断测量的方案网上有很多，所以不做介绍此处介绍的是需要测量很多组电能时，需要使用mcu上20，30甚至更多gpio的情况，每个hlw8012芯片测量时需要至少2个gpio，所以其他带uart、spi的芯片也不适合使用。

使用单片机测量频率或周期，通常是利用单片机的定时计数器来完成的，测量的基本方法和原理有两种：测频法：在限定的时间内（如1秒钟）检测脉冲的个数。（采用此法）测周法：测试限定的脉冲个数之间的时间。采样频率根据实际测量频率决定，设置为100us测量一次引脚电平状态-----采样函数在100us的定时器中断函数中。假设总共测量时间为200ms，启动测量时，先记录一次电平状态begin，之后每100us判断一次，当两次电平状态不一致时，count++，到200ms后停止测量。此时 count/2 = 脉冲个数，脉冲个数/200ms = 频率。

代码讲解

第一部分限定时间控制与逻辑控制，在1ms软件定时器中执行（可先看第二部分），可参考我的其他文章参考单片机框架。

static float PulseTemp = 0; //脉冲个数 static float TimeTemp = 0; //总时间 if(GbHlw200MsTimerEnable) //需要启动测量时，此标志位置1 { GbHlw100UsScanEnable = 1; //启动采样 if(Gu16HlwTimeCnt++ == 200) //200ms的总时间 { GbHlw100UsScanEnable = 0; //到时间先关 Gu16HlwTimeCnt = 0; GbHlw200MsTimerEnable = 0; PulseTemp = 0; TimeTemp = 0; PulseTemp = ((Gu16PulseJumpCount*1.0 + 1.0) / 2.0); //脉冲个数 +1为补偿 TimeTemp = 200 * 0.001; //总时间 //换算成 S Gu16HlwTempFrequency = PulseTemp / TimeTemp; //最终的频率 Gu16PulseJumpCount = 0; //翻转次数清零 } }

第二部分为采样函数，每100us访问一次

void HlwPinScan(void) //在100us定时器中扫描 { static bit SbTempPin; //临时 static bit SbBeginFlag; //记录刚进来时电平状态 bit TempStatus; if(GbHlw100UsScanEnable) //在1ms定时器中开启扫描后 { if(SbBeginFlag == 0) //记录第一次判断时的电平状态 { SbBeginFlag = 1; //开始采样 Gu16PulseJumpCount = 0; SbTempPin = Pin5; //读取电平状态 } else { if(Pin5 != SbTempPin) { SbTempPin = Pin5; //记录当前状态 Gu16PulseJumpCount++; //记录翻转次数，全局变量，配合使用 } } } else SbBeginFlag = 0; } 计算部分

高精度：最好分段校正，分段计算斜率用固定交流负载，例如100w，频率实际测得f1，110w时，频率测得f2，计算小区段的斜率，通过多次测量校正，最后得到的结果会很准确。

低精度：按照计算格式来即可：使用8012测量10组以上的功率、电流，可评论获取代码