一、 计量插座的开发背景

随着社会进步人们生活中使用的电器越来越多，各种大功率电器成了用电大户，但是你能知道空调开一晚上用多少电么？电饭锅烧一锅饭用多少电么？各个电器厂家标的电器功率、能耗等级有没有虚标？因此设计一款能实时显示用电器功率、用电量的计量插座方案很有现实意义。本节计量插座方案能让用户实时监控家里用电器的用电情况 。本高精度计量插座方案选用SDI7768高精度电能计量芯片开发，能实现有功功率、无功功率、电流、电压、功率因数、电压频率、累计电量等参数的测量。

二、 硬件设计

1：系统电源

电源采用低成本的AH8652电源芯片，此电源方案能直接输出5V电压不需要额外加LDO就能直接给系统供电，结构简单，性能可靠，成本低廉，供电电流也能满足本方案。
注意：电源一定要是非隔离电源

2：SDI7768电能计量芯片外围采样电路


采样电路分为电压采样和电流采样两路
a:电压采样使用1000：1的电阻网络分压方式将采到的正信号输入到SDI7768的V3P引脚，负信号输入到V3N
b:电流采样是使电流流过采样电阻FLQ后产生一个电压信号，正信号输入到SDI7768的V1P引脚信号输入到V1N引脚
c:各个参数通过SPI接口输出到MCU

3：主控及外设电路
单片机选用带液晶驱动的SDI5221芯片，该单片机具有以下特征




MCU计算功率、电能等参数，检测按键，驱动液晶显示。
四个按键用来做人机交互，切换显示和设置一些参数。
蜂鸣器用来做按键提示音和异常报警提示。
液晶用于显示各个参数及设置界面、报警界面。
四个按键标号分别为SET、PULS、MINUS、ENTER

三、 整个系统操作如下图

1、校表:将未校表过的模块接入220V，5A单相电，相位打到0.5L档，稳定后长按“ENTER”键，等蜂鸣器连续响两声后校表就完成了。
注意：校表只能在程序烧录以后校表一次，已经校表过的模块不能再次校表。

2、显示切换及参数设置操作流程示意图：

在电量显示界面长按“ENTER”键能清除电量数据

四、 软件设计

程序流程图如下：


五、 总结

本高精度计量插座方案测量精度高，可靠性好，功能全面，操作简单。能精确的反应用户的用电情况。