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PIC18F87J72
单相电能表
参考设计
2011 Microchip的技术公司
DS51931A
请注意以下有关Microchip器件代码保护功能的以下详细信息:
Microchip的产品均满足Microchip数据手册中所述的技术指标。
Microchip确信其系列产品是其在市场上的同类当今最安全的家庭之一,在使用时
预期的方式和正常条件下。
有用来破坏代码保护功能恶意,甚至是非法手段。所有的这些方法,我们的
知识,需要使用Microchip产品包含在Microchip数据的操作规范以外的方式
床单。最有可能的,这样做的人是从事侵犯了知识产权。
Microchip愿与客户谁是关心他们的代码完整性的工作。
Microchip或任何其他半导体厂商均无法保证其代码的安全性。代码保护并不
意味着我们保证产品是“牢不可破”的。
代码保护功能处于持续发展中。我们Microchip承诺将不断改进的代码保护功能我们
产品。任何试图破坏Microchip代码保护功能的行为均可视为违反了数字千年版权法案。如果这种行为
允许未经授权访问您的软件或其他受版权保护的作品,你可能有一个根据该法案提起诉讼的权利。
资料载于本出版物中所述的器件
应用程序和类似的为您方便提供
它们可能由更新所取代。这是你的责任
确保您的应用程序符合技术规范。
MICROCHIP不作任何陈述或
任何形式明示或担保
暗示,书面或口头,法定或
另有,涉及到的信息,
包括但不限于针对其使用情况,
质量,性能,适销性或
适用性。 Microchip对所有责任
从这些信息和它的使用过程中产生。如何使用Microchip的
生命维持和/或生命安全应用设备完全由
买方的风险,而买方同意维护,保障和
进行无害Microchip的任何一切伤害,索赔,
诉讼或费用此类使用所引起。无许可证
传达,暗示或其他方式,在任何Microchip的
知识产权。
商标
Microchip的名称和徽标组合,Microchip徽标,dsPIC ,
K
EE
L
OQ
, K
EE
L
OQ
徽标, MPLAB , PIC , PICmicro单片机, PICSTART ,
PIC
32
徽标, rfPIC和UNI / O均为注册商标
Microchip Technology Inc.在美国和其他
国家。
FilterLab设,汉普郡, HI - TECH C ,线性有源热敏电阻,
MXDEV , MXLAB , SEEVAL和嵌入式控制
解决方案公司的注册Microchip的商标
Technology Inc.在U.S.A.
模拟换了数码时代,应用艺术大师,章CodeGuard ,
是dsPICDEM , dsPICDEM.net , dsPICworks , dsSPEAK , ECAN ,
ECONOMONITOR , FanSense电路, HI- TIDE ,在线串行
编程, ICSP , Mindi ,的MiWi , MPASM , MPLAB认证
标志, MPLIB , MPLINK , mTouch触摸,全知代码
代,人保财险,人保财险- 18 , PICDEM , PICDEM.net ,的PICkit ,
的PICtail , REAL ICE , rfLAB ,选择模式,总续航,
TSHARC , UniWinDriver,WiperLock和ZENA均为
为Microchip Technology Inc.在商标
U.S.A.等国家。
SQTP是Microchip Technology Incorporated的服务标记。
在U.S.A.
本文提及的所有其他商标均为其财产
各自的公司。
2011 ,微芯科技股份有限公司,印中
美国,并保留所有权利。
再生纸印制。
ISBN : 978-1-61341-075-2
芯片通过了ISO / TS - 16949 : 2002认证的全球
总部,设计和晶圆生产厂和钱德勒
亚利桑那州坦佩;俄勒冈州Gresham和设计在加州中心
和印度。公司的质量体系流程
在PIC
MCU和dsPIC
DSC的,K
EE
L
OQ
跳码
器件,串行EEPROM ,单片机外设,非易失性存储器和
模拟产品。此外, Microchip公司的设计质量体系
和生产开发系统通过了ISO 9001 : 2000认证。
DS51931A第2页
2011 Microchip的技术公司
PIC18F87J72单相电能
电表参考设计
目录
前言........................................................................................................................... 7
Introduction............................................................................................................ 7
文档编排................................................ .................................................. 8
关于本指南中............................................. ............................... 9
推荐阅读................................................ ...................................... 10
Microchip网站.............................................. ........................................ 10
客户支持................................................ ............................................... 10
文档修订历史............................................... .................................. 10
第1章产品概述
1.1 ................................................ .................................................. 11
1.2什么的PIC18F87J72单相电表参考设计套件
包括................................................. ................................................. 12
1.3入门............................................... .............................................. 12
第2章硬件
2.1概述...................................................................................................... 13
2.2输入和模拟前端............................................ ............................. 16
2.3电源电路.............................................. ...................................... 17
第3章计算引擎和寄存器描述
3.1计算引擎信号流摘要............................................ ....... 19
3.2完成注册名单.............................................. ................................... 20
3.3模式........................................................................................................... 21
3.4状态....................................................................................................... 22
3.5 CAL_CONTROL ................................................ ........................................... 23
3.6 LINE_CYC ................................................ .................................................. 24
3.7 LINE_CYC_CNT ................................................ ......................................... 24
3.8 RAW2_I_RMS ................................................ .............................................. 24
3.9 RAW_I_RMS ................................................ ................................................ 24
3.10 I_RMS ........................................................................................................ 25
3.11 RAW2_V_RMS ................................................ ......................................... 25
3.12 RAW_V_RMS ................................................ ........................................... 25
3.13 V_RMS ....................................................................................................... 25
3.14 LINE_FREQUENCY ................................................ ................................... 25
3.15 RAW_POWER_ACT ................................................ ................................. 26
3.16 POWER_ACT ................................................ ............................................. 26
3.17 POWER_APP ................................................ ............................................ 26
3.18 RAW_POWER_REACT ................................................ ............................. 26
2011 Microchip的技术公司
DS51931A第3页
PIC18F87J72单相电表参考设计
3.19 POWER_REACT ................................................ ........................................ 27
3.20期...................................................................................................... 27
3.21 ENERGY_ACT ................................................ ........................................... 27
3.22 ENERGY_APP ................................................ .......................................... 27
3.23 I_ABS_MAX ................................................ ............................................... 28
3.24 V_ABS_MAX ................................................ .............................................. 28
3.25 ENERGY_REACT ................................................ ...................................... 28
3.26 PHASE_COMPENSATION ................................................ ........................ 28
3.27 OFFSET_I_RMS ................................................ ....................................... 28
3.28 OFFSET_V_RMS ................................................ ...................................... 29
3.29 GAIN_I_RMS ................................................ ............................................. 29
3.30 GAIN_V_RMS ................................................ ............................................ 29
3.31 OFFSET_POWER_ACT ................................................ .......................... 29
3.32 GAIN_POWER_ACT ................................................ .................................. 29
3.33 OFFSET_POWER_REACT ................................................ ...................... 30
3.34 GAIN_POWER_REACT ................................................ ............................. 30
3.35 GAIN_ENERGY_ACT ................................................ ................................ 30
3.36 GAIN_ENERGY_APP ................................................ ................................ 30
3.37 GAIN_ENERGY_REACT ................................................ ........................... 30
3.38 CF_PULSE_WIDTH ................................................ ................................... 31
3.39 GAIN_DENR_ENERGY_ACT ................................................ .................... 31
3.40 GAIN_NUMR_ENERGY_ACT ................................................ ................... 31
3.41 METER_CONFIG ................................................ ..................................... 31
3.42 CAL_STATUS ................................................ ............................................ 32
3.43最大电流............................................... .............................. 32
3.44 CALIBRATION_VOLTAGE ................................................ ...................... 32
3.45 CALIBRATION_CURRENT ................................................ ...................... 32
3.46 CALIBRATION_FREQUENCY ................................................ .................. 33
3.47 METER_CONSTANT ................................................ ................................ 33
3.48 CALIBRATION_LINE_CYCLE ................................................ .................. 33
3.49 GAIN_DENR_ENERGY_REACT ................................................ .............. 33
3.50 GAIN_NUMR_ENERGY_REACT ................................................ ............. 33
3.51 PHASE_COMPENSATION_90 ................................................ ................. 33
3.52 CREEP_THRSHOLD_MINUTE ................................................ ................. 34
3.53 CREEP_THRSHOLD_SECOND ................................................ ................ 34
3.54 ENERGY_ACT_FORWARD ................................................ ...................... 34
3.55 ENERGY_ACT_REVERSE ................................................ ........................ 34
3.56 ENERGY_REACT_INDUCTIVE ................................................ ................. 34
3.57 ENERGY_REACT_CAPACITIVE ................................................ ............... 35
DS51931A第4页
2011 Microchip的技术公司
附录A原理图和布局
A.1简介.............................................. .................................................. .. 37
A.2原理图和PCB布局........................................... ............................ 37
A.3板 - 原理图............................................ ........................................... 38
A.4板 - 原理图顶层丝印和寄宿生大纲...................................... 39
A.5板 - 顶层丝印........................................... ............................................... 40
A.6板 - 顶部曲线和垫......................................... ............................. 41
A.7板 - 底丝........................................... .......................................... 42
A.8板 - 底部的迹线和垫......................................... ......................... 43
材料附录B.清单(BOM )
全球销售和服务.............................................. ...................................... 50
2011 Microchip的技术公司
DS51931A第5页
PIC18F87J72系列
数据表
80引脚,高性能
微控制器与双通道AFE ,
LCD驱动器和纳瓦技术
2010 Microchip的技术公司
初步
DS39979A
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Microchip确信其系列产品是其在市场上的同类当今最安全的家庭之一,在使用时
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有用来破坏代码保护功能恶意,甚至是非法手段。所有的这些方法,我们的
知识,需要使用Microchip产品包含在Microchip数据的操作规范以外的方式
床单。最有可能的,这样做的人是从事侵犯了知识产权。
Microchip愿与客户谁是关心他们的代码完整性的工作。
Microchip或任何其他半导体厂商均无法保证其代码的安全性。代码保护并不
意味着我们保证产品是“牢不可破”的。
代码保护功能处于持续发展中。我们Microchip承诺将不断改进的代码保护功能我们
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允许未经授权访问您的软件或其他受版权保护的作品,你可能有一个根据该法案提起诉讼的权利。
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确保您的应用程序符合技术规范。
MICROCHIP不作任何陈述或
任何形式明示或担保
暗示,书面或口头,法定或
另有,涉及到的信息,
包括但不限于针对其使用情况,
质量,性能,适销性或
适用性。 Microchip对所有责任
从这些信息和它的使用过程中产生。如何使用Microchip的
生命维持和/或生命安全应用设备完全由
买方的风险,而买方同意维护,保障和
进行无害Microchip的任何一切伤害,索赔,
诉讼或费用此类使用所引起。无许可证
传达,暗示或其他方式,在任何Microchip的
知识产权。
商标
Microchip的名称和徽标组合,Microchip徽标,dsPIC ,
K
EE
L
OQ
, K
EE
L
OQ
徽标, MPLAB , PIC , PICmicro单片机, PICSTART ,
PIC
32
徽标, rfPIC和UNI / O均为注册商标
Microchip Technology Inc.在美国和其他
国家。
FilterLab设,汉普郡, HI - TECH C ,线性有源热敏电阻,
MXDEV , MXLAB , SEEVAL和嵌入式控制
解决方案公司的注册Microchip的商标
Technology Inc.在U.S.A.
模拟换了数码时代,应用艺术大师,章CodeGuard ,
是dsPICDEM , dsPICDEM.net , dsPICworks , dsSPEAK , ECAN ,
ECONOMONITOR , FanSense电路, HI- TIDE ,在线串行
编程, ICSP , Mindi ,的MiWi , MPASM , MPLAB认证
标志, MPLIB , MPLINK , mTouch触摸,八达通,全知代码
代,人保财险,人保财险- 18 , PICDEM , PICDEM.net ,的PICkit ,
的PICtail , REAL ICE , rfLAB ,选择模式,总续航,
TSHARC , UniWinDriver,WiperLock和ZENA均为
为Microchip Technology Inc.在商标
U.S.A.等国家。
SQTP是Microchip Technology Incorporated的服务标记。
在U.S.A.
本文提及的所有其他商标均为其财产
各自的公司。
2010 ,微芯科技股份有限公司,印中
美国,并保留所有权利。
再生纸印制。
ISBN : 978-1-60932-314-1
芯片通过了ISO / TS - 16949 : 2002认证的全球
总部,设计和晶圆生产厂和钱德勒
亚利桑那州坦佩;俄勒冈州Gresham和设计在加州中心
和印度。公司的质量体系流程
在PIC
MCU和dsPIC
DSC的,K
EE
L
OQ
跳码
器件,串行EEPROM ,单片机外设,非易失性存储器和
模拟产品。此外, Microchip公司的设计质量体系
和生产开发系统通过了ISO 9001 : 2000认证。
DS39979A第2页
初步
2010 Microchip的技术公司
PIC18F87J72系列
80引脚,高性能微控制器与
双通道AFE , LCD驱动器和纳瓦技术
模拟功能:
双通道, 24位模拟前端( AFE ) :
- 90 dB信纳, -101 dBc的总谐波失真(至35次谐波) ,
103分贝SFDR为每个信道
- 10 ppm的INL
- 差分电压输入引脚
- 低漂移内部电压基准( 12 PPM / ° C)
- 可编程数据速率为64 ksps的
- 高增益PGA的每个通道上(最多32个V / V)的
- 通道间相位延迟补偿
( 1微秒分辨率)
12位, 12通道SAR A / D转换器:
- 自动采集
- 在休眠期间可转换
- 两个模拟比较器
可编程基准电压比较器
充电时间测量单元( CTMU ) :
- 电容测量
- 时间测量1 ns的典型分辨率
- 温度传感器
低功耗特点:
电源管理模式:
- 运行: CPU上,外围设备
- 空闲: CPU关闭,外围设备
- 睡眠: CPU关闭,外设关闭
双速振荡器起振
外围要点:
高灌/拉电流为25 mA / 25毫安
( PORTB和PORTC )
多达四个外部中断
4个8位/ 16位定时器/计数器模块
两个捕捉/比较/ PWM ( CCP)模块
与主同步串行端口(MSSP )模块
两种操作模式:
- 3线/ 4线SPI (支持所有4种SPI模式)
- I
2
C主从模式
一个可寻址的USART模块
一个增强型可寻址USART模块:
- LIN / J2602支持
- 在启动自动唤醒位和间隔字符
- 自动波特率检测( ABD )
硬件实时时钟和日历( RTCC )与
时钟,日历和闹钟功能
LCD驱动器和键盘接口
产品特点:
直接液晶面板驱动能力:
- 可驱动LCD面板,而在睡眠模式
- 唤醒由中断
最多33段和132像素:软件可选
可编程LCD定时模块:
- 多用LCD定时源
- 最多4个公共:静态, 1/2 , 1/3或
1/4复用
- 静态, 1/2或1/3偏压配置
片上LCD升压稳压器的
对比度控制
CTMU为电容式触摸传感
ADC的电阻式触摸传感
单片机特性:
万次擦除/写周期闪存程序
内存方面,典型的
闪存保留20岁,最小
在软件控制下自编程
字写能力的闪存程序存储器
数据EEPROM仿真
优先级别的中断
8 ×8单周期硬件乘法器
扩展型看门狗定时器( WDT ) :
- 可编程周期从4 ms到131S
可选的漏极开路配置串行
通信和CCP引脚驱动输出高达5V
在线串行编程(ICSP )通过两个引脚
在线通过两个引脚调试
工作电压范围: 4.5V至5.5V ( ADC ) , 2.0V
至3.6V (数字和SAR ADC )
5.5V耐压输入(数字引脚只)
片上2.5V稳压器
灵活的振荡器结构:
外部晶振及时钟模式,具有操作
高达48 MHz的
4X锁相环( PLL )
内部振荡器模块与PLL :
- 从31.25 kHz的8个用户可选频率
到8 MHz
使用定时器,32 kHz辅助振荡器
故障保护时钟监视器(FSCM ) :
- 允许安全关机,如果外设时钟发生故障
目标应用:
电能计量
功率测量和监测
便携式仪表
医疗监护
2010 Microchip的技术公司
初步
DS39979A第3页
PIC18F87J72系列
比较
A / EUSART
12位SAR
(通道)
24位AFE
(通道)
设备
FL灰
节目
内存
(字节)
64K
128K
SRAM
数据
液晶显示
内存(像素数)
(字节)
3,923
3,923
132
132
计时器
8-bit/16-bit
BOR / LVD
A / D
I / O
CTMU
Y
Y
MSSP
RTCC
Y
Y
CCP
2
2
PIC18F86J72
PIC18F87J72
51
51
12
12
2
2
2
2
Y
Y
1
1
1/1
1/1
1/3
1/3
引脚图
RE7/CCP2
(2)
/SEG31
RE2/LCDBIAS3
RE3/COM0
RE4/COM1
RE5/COM2
RE6/COM3
80引脚TQFP
(1)
RD0/SEG0/CTPLS
RD1/SEG1
RD2/SEG2
RD3/SEG3
RD4/SEG4
RD5/SEG5
RD6/SEG6
80 79 78 77 76 75 74 73 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61
CH0+
CH0-
RE1/LCDBIAS2
RE0/LCDBIAS1
RG0/LCDBIAS0
RG1/TX2/CK2
RG2/RX2/DT2/V
LCAP
1
RG3/V
LCAP
2
MCLR
RG4/SEG26/RTCC
V
SS
V
DDCORE
/V
RF7/AN5/SS/SEG25
RF6/AN11/SEG24/C1INA
RF5/AN10/CV
REF
/SEG23/C1INB
RF4/AN9/SEG22/C2INA
RF3/AN8/SEG21/C2INB
RF2/AN7/C1OUT/SEG20
CH1-
CH1+
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
60
59
58
57
56
55
54
53
52
51
50
49
48
47
46
45
44
43
42
41
SDOA
SCKA
CSA
RB0/INT0/SEG30
RB1/INT1/SEG8
RB2/INT2/SEG9/CTED1
RB3/INT3/SEG10/CTED2
RB4/KBI0/SEG11
RB5/KBI1/SEG29
RB6/KBI2/PGC
V
SS
OSC2/CLKO/RA6
OSC1/CLKI/RA7
V
DD
RB7/KBI3/PGD
RC5/SDO/SEG12
RC4/SDI/SDA/SEG16
RC3/SCK/SCL/SEG17
RC2/CCP1/SEG13
CLKIA
PIC18F86J72
PIC18F87J72
RA3/AN3/V
REF
+
REFIN + / OUT
RC0/T1OSO/T13CKI
A
VDD
RC1/T1OSI/CCP2
(2)
I/SEG32
RF1/AN6/C2OUT/SEG19
引脚都容许高达5.5 V
专用的24位AFE销
注1 :
2:
引脚排列如有变更。
CCP2引脚位置取决于CCP2MX配置位的设置。
DS39979A第4页
初步
RC7/RX1/DT1/SEG28
RC6/TX1/CK1/SEG27
ENVREG
RA4/T0CKI/SEG14
RA1/AN1/SEG18
RA0/AN0
RA5/AN4/SEG15
REFIN-
A
VSS
SAV
SS
V
SS
RA2/AN2/V
REF
-
SV
SS
DR
RD7/SEG7
ARESET
SAV
DD
SV
DD
可持续发展影响评价
V
DD
V
SS
2010 Microchip的技术公司
PIC18F87J72系列
典型应用电路:单相电能表
L N
10兆赫
32千赫
主OSC
CH0+
CH0-
CH1+
CH1-
H / W RTCC
截至33 SEG / COM 4
当前
传感器(S )
(1)
24-Bit
与AFE
PGA
SEG / COM
LCD玻璃
PIC18F87J72
(2)
CTMU
线电压
测量
低电压
检测
RF / PLC
EEPROM
12位A / D
数字I / O
UART1
UART2 SPI / I
2
C
温度
传感器
TOUCH
键盘
LED指示灯
防篡改传感器
RS-485
注1 :
2:
显示通用电流检测配置。使用的电流和/或电压的许多电路配置
检测是可能的,包括使用分流器,变压器或罗果夫斯基线圈。
电能计量,具有有功和无功功率的测量,与电能计量完成
可通过Microchip的技术固件应用程序。
2010 Microchip的技术公司
初步
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    电话:0755-82780082
    联系人:杨小姐
    地址:深圳市福田区振兴路156号上步工业区405栋3层

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