📄 ade7758_1.c
字号:
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文件和函数说明
本文件包含对ADE7758芯片进行操作的所有函数，利用单片机的I/O口模拟标准的SPI对ADE7758进行操作。
使用单片机型号：p89v51rd2，护展1K处部RAM
晶振频率：11.0592MHz
功能模块：
1、ADE7758底层操作函数：
write7753(unsigned char type,unsigned int wdata,unsigned char databit) 向ADE758写数据
read7753(unsigned char type,unsigned char databit) 从ADE758读出一个寄存器的数据
2、ADE7758应用层操作函数：
write7753a(unsigned char type,unsigned int wdata,unsigned char databit)
read7753a(unsigned char type,unsigned char databit)
get_data_from7758() 从ADE7758中读出所需的电参量
硬件要求
BIT 0022H.2 0000H.2 UNIT ?BI?ADE7758
DATA 005DH 0007H UNIT ?DT?ADE7758
XDATA 0000H 01AEH UNIT ?XD?ADE7758
******************************************************************************************************************/
#include "reg52.h"
#include "intrins.h"
#include "surge.h"
#include "rs232.h"
#include "25045.h"
#include "r_wIAP.h"
#define PARAMETER 17 //将电能寄存器中的值转换成实际电能值的计参数
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define ulong unsigned long
//key value table
#define KeyUp 0xfd
#define KeyDown 0xfb
#define KeyEnter 0xf7
#define KeyCancel 0xef
//eerom address define
#define EEROM_ADD_TAE 10 //5bytes first:flag,second to five:data
#define EEROM_ADD_TVAE 16 // 5bytes first:flag,second to five:data
#define EEROM_ADD_DATE 22 //存放开始计电能 的日期时间地址，连续6个字节
//eerom address of saveing parameter
#define EEROM_ADD_FLA 29
#define EEROM_ADD_PAR 30 //存放参数的起始地址,第间二个字节存放一个12BIT参数
#define EEROM_ADD_CRC 90 //存放参数的校验和
//save ok define
#define SAVE_OK 0XAA //接下来四个字节的数据有效标志
//register name address length
//read only register
#define ADD_AWATTHR 0X01 //16 Phase A Watt-Hour accumulation
#define ADD_BWATTHR 0X02 //16 Phase B Watt-Hour accumulation
#define ADD_CWATTHR 0X03 //16 Phase C Watt-Hour accumulation
#define ADD_AVARHR 0X04 //16 Var-Hour accumulation register for phase A
#define ADD_BVARHR 0X05 //16 Var-Hour accumulation register for phase b
#define ADD_CVARHR 0X06 //16 Var-Hour accumulation register for phase c
#define ADD_AVAHR 0X07 //16
#define ADD_BVAHR 0X08 //16
#define ADD_CVAHR 0X09 //16
#define ADD_AIRMS 0X0A //24 Current register
#define ADD_BIRMS 0X0B //24
#define ADD_CIRMS 0X0C //24
#define ADD_AVRMS 0X0D //24 Voltage register
#define ADD_BVRMS 0X0E //24
#define ADD_CVRMS 0X0F //24
//end of read only register
#define ADD_COMPMODE 0x16 //8 R/W DEFAULT VALUE 0x1C
#define ADD_MASK 0X18 //24 R/W IRQ Mask register,determines if an interrup event will generate an active-low output at IRQ pin
#define ADD_RSTATUS 0X1A //24 READ ONLY,CLEANED ZERO after a read operation
#define ADD_GAIN 0X23 //8 R/W 0~1bit used to select the Gain of the current channels inputs
#define ADD_WDIV 0X42 //8 R/W Active Energy register divider
#define ADD_VARDIV 0X43 //8 R/W Apparent Energy register divider
#define ADD_VADIV 0X44 //8 R/W Apparent Energy register divider
#define ADD_FREQ 0X10 //12 Read only,frequency of the line input estimated by zero-crossing processing
#define ADD_LCYCMODE 0X17 //8 R/W bit7
#define ADD_MMODE 0X14 //8 R/W bit01
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#define BaseAdd 41
extern bit bit_1s; //1s钟标志，在时钟中断函数中置位
void clean_energy(void);
void check_ade7758(void);
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// MCU与ADE7758的接口函数 //
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//接口信号线
sbit CSADE7753_A = P1^5;//ADE7758的片选信号
sbit SSDO = P1^7;
sbit SSCK = P1^3;
sbit SSDI = P1^4;
//接口信号线
/*****************************************************************************************
延时函数
时间：40uS
******************************************************************************************/
void delay10us()
{
uchar loop;
for(loop = 0;loop < 10;loop ++)
{
_nop_();
}
}
/******************************************************************************************
7758写数据函数
入口参数：type:目标寄存器的地址
wdata:写进寄存器的内容
databit:目标寄存器的宽度
出口参数：NULL
返回值：NULL
******************************************************************************************/
void write7753(unsigned char type,unsigned int wdata,unsigned char databit)
{
unsigned char loop = 0;
type = type &amt; //0x7F;
type = type | 0x80;
for(loop = 0; loop < 8; loop++)
{
SSCK = 1;
_nop_();
SSDI = type &amt; //0X80; 下降沿写入
_nop_();
SSCK = 0;
_nop_();
type = (type << 1);
}//end of for()
delay10us();
for(loop = 0; loop < databit; loop++)
{
SSCK = 1;
_nop_();
SSDI = wdata &amt; 0X8000;
_nop_();
SSCK = 0;
_nop_();
wdata = (wdata << 1);
}//end of for()
}//end of write7753()
/*******************************************************************************************
7758写寄存器函数
入口参数：type:目标寄存器的地址
databit:目标寄存器的宽度
出口参数：指定寄存器的内容
返回值：指定寄存器的内容
********************************************************************************************/
unsigned long read7753(unsigned char type,unsigned char databit)
{
unsigned char loop = 0;
unsigned long rtdata = 0;
//ade7758 7 bits address
//ade7754 6 bits address
type = type &amt; 0x7F;
type = type | 0x00;
for(loop = 0;loop < 8;loop ++)
{
SSCK = 1;
_nop_();
SSDI = type &amt; 0X80;
_nop_();
SSCK = 0;
_nop_();
type = (type << 1);
}
delay10us();
for(loop = 0;loop < databit;loop ++)
{
SSCK = 1;
_nop_();
rtdata = (rtdata << 1); //上升沿读出数据
if(SSDO) rtdata += 1;
_nop_();
SSCK = 0;
_nop_();
}
return(rtdata);
}//end of read7753()
/*****************************************************************
7758写数据函数
入口参数：type:目标寄存器的地址
wdata:写进寄存器的内容
databit:目标寄存器的宽度
出口参数：NULL
返回值：NULL
注意写入数据的数据类型对写入数据的影响,参数：wdata
wdata数据类型为整型，2个字节当形参的实参为字符型，1个字节时要先将
它强制转换为整型再左移8位，databit为8。当wdata字长为12位时，必须先
将它扩展为16位，并且第一字节的高半字节无任何意义.
******************************************************************/
void write7753a(unsigned char type,unsigned int wdata,unsigned char databit)
{
//EA = 0;//disable interrupt
CSADE7753_A = 1;
SSCK = 0;
SSDI = 0;
SSDO = 0;
CSADE7753_A = 0;
write7753(type,wdata,databit);
CSADE7753_A = 1;
//EA = 1;//enable interrupt
}//end of write7753a()
/*******************************************************************************************
7758写寄存器函数
入口参数：type:目标寄存器的地址
databit:目标寄存器的宽度
出口参数：指定寄存器的内容
返回值：指定寄存器的内容
该函数与 read7753(unsigned char type,unsigned char databit)的区别在于操作ADE7758之前先确定一下
SPI接口的各个状态，所以当需要从ADE7758中读出一个数据时不要直接调用
read7753a(unsigned char type,unsigned char databit)而是直接调用本函数。
********************************************************************************************/
unsigned long read7753a(unsigned char type,unsigned char databit)
{
unsigned long rtdata = 0;
//EA = 0;//disable interrupt
CSADE7753_A = 1;
SSCK = 0;
SSDI = 0;
SSDO = 0;
CSADE7753_A = 0;
rtdata = read7753(type,databit);
CSADE7753_A = 1;
//EA = 1;//enable interrupt
return(rtdata);
} //end of read7753a()
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从ADE7758中读出所有的电参量，并做相应的处理
因为本模块起始是用P89C51RC2HBP芯片，由于没有扩展数据存储器，资源有限，为了充分利用有限的资源，设计了以下的共用体
数据结构。
功能：
1、在校准模式下：从ADE7758中读取电压电流和功率值，并发给上位机，上位机运算后再校准参数发回来（通讯方面请参考RS232模块）
2、在正常工作模式下：读取电压电流电能值等电参量，并等待上位机发指令读取。电参量就存放于以下共用体中。
注：在MCS51单片机中，共用体数据的存放与386机器有点区别，MCS51的一个共用体中高位地址存放高位数据，低位地址存放低位数据
386机器刚好相反。所以在使用共用体与上位机通讯时要注意这个问题。
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#define DIVI_VALUE 30000 //30千瓦以上时，将分频器重新设值
#define ERR_VOLTAGE 250 //当ADE7758受干扰导校准参数混乱而检测不准
//整型数和字符型数的共用体
union int_char
{
uint data16;
uchar data8[2];
};
//长整型数和字符型数的共用体
union long_char
{
ulong data32;
uchar data8[4];
};
//通讯时的信息头结构(MODBUS协议头)
struct com
{
uchar local_add;//本机地址
uchar funtion_code;//功能码
uchar reg_num;//寄存器个数
};
//保存所有处理过的从7758中来的电参量,也是一个在正常模式下的通讯发送缓冲区
struct all_data
{
struct com com_head;//通讯时的响应帧的开头 3bytes
union int_char voltage[4];//三相电压值 + 平均值 8bytes
union int_char voltageLL[4];//三相线电压压值 + 平均值 8bytes
union int_char current[4];//三相电流值 + 平均值 8bytes
union int_char watt[4];//三相有功功率，最后一个是三相总和 8bytes
union int_char var[4];//三相无功功率，最后一个是三相总和 8bytes
union int_char va[4];//三相视在功率，最后一个是三相总和 8bytes
union long_char watt_hour[4];//三相有功电能值，最后一个是三相总和,初始化时应该将E2PROM中的数据读出来。16bytes
union long_char var_hour[4];//三相无功电能值，最后一个是三相总和 16bytes
union long_char va_hour[4];//三相视在电能值，最后一个是三相总和 16bytes
union int_char sys_hz;//系统频率 2bytes
union long_char surge;//浪涌个数 4bytes
union int_char com_crc;//通讯时存放校验和 2bytes
//整个结构体的长度为95字节 //+12bytes
};
//在校准模式下的只读寄存器内容，与上面的结构体内存共用
struct adjust_datar
{
struct com com_head;//通讯时的响应帧的开头
union long_char voltage[3];
union long_char current[3];
union int_char watt[3];
union int_char var[3];
union int_char va[3];
union int_char com_crc;//通讯时存放校验和
//以上部分不只作为只读数据缓冲，还作为校准模式下的通讯缓冲,总长度为：3+36+2+6
};
//在校准模式下的只写寄存器内容，与上面的结构体内存共用
struct adjust_dataw
{
union int_char voltage[3];
union int_char current[3];
union int_char watt[3];
union int_char var[3];
union int_char va[3];
//总长度为：30字节
};
//在校准模式下存放电参量的原始数据
struct adjust_data
{
struct adjust_dataw write_data;//存放修正参数，最后将写入E2PROM 30
struct adjust_datar read_data;//存放原始数据
};
//存放正常模块和校准模式下的数据，采用共用体以节省存储空间
union all
{
struct all_data working;//正常工作模式下存放的电参量 95
struct adjust_data adjusting;//校准模式下存放的数据 65
uint serie_data16[47]; //连续的数据16位 94
uchar serie_data8[107]; //连续的数据8位 95
uchar serie1_data8[41]; //连续的数据8位,communication 41
}xdata rwdata;
//整个结构体的长度为107字节
uchar data counter[3] = {0,0,0};//滤波计数器
union long_char xdata energy[9];//用于累加电能值 36
unsigned long xdata i_buffer[5][3]; //用于原始电压电流的积分虑波
unsigned long xdata v_buffer[5][3];
union int_char xdata vo_buffer[5][3];//用于电压电流的积分虑波 36
union int_char xdata io_buffer[5][3];//用于电压电流的积分虑波 36
bit b_clean_en = 0;//能量清除标志
extern bit bWorkModel;//工作模式标志位 1：校准模式；0：正常工作模式;启动时检测键盘口状态，确定该位状态
extern bit bit_3s;
uchar sample_cycle = 0; //电压采样周期，5次取平均
uchar sample_cycle1 = 0; //电压采样周期，5次取平均
uchar data divider = 1;//电能分频器，默认值为零，视在功率超出一定值时，自动将该值提高
/****************************************************************
从ADE7758中取出三相电压电流功率等电参量
*****************************************************************/
void get_data_from7758()
{
union long_char temp_data[9];//存放运算过程的中间变量
uchar i,j;
long idata temp_v,temp_i;
if( bSendingData )
return;
if( !bWorkModel )
{//正常工作模式
if( bit_1s )
{
bit_1s = 0;
//有功
temp_data[ADD_AWATTHR - 1 ].data32 = read7753a(ADD_AWATTHR,16);
temp_data[ADD_BWATTHR - 1 ].data32 = read7753a(ADD_BWATTHR,16);
temp_data[ADD_CWATTHR - 1 ].data32 = read7753a(ADD_CWATTHR,16);
//无功
temp_data[ADD_AVARHR - 1 ].data32 = read7753a(ADD_AVARHR,16);
temp_data[ADD_BVARHR - 1 ].data32 = read7753a(ADD_BVARHR,16);
temp_data[ADD_CVARHR - 1 ].data32 = read7753a(ADD_CVARHR,16);
//视在
temp_data[ADD_AVAHR - 1 ].data32 = read7753a(ADD_AVAHR,16);
temp_data[ADD_BVAHR - 1 ].data32 = read7753a(ADD_BVAHR,16);
temp_data[ADD_CVAHR - 1 ].data32 = read7753a(ADD_CVAHR,16);
for( i = 0; i < 9 ; i++)
{
if( temp_data[ i ].data32 > 0x7fff )
temp_data[ i ].data32 = 0xffff - temp_data[ i ].data32 + 1;
}//end of for( i = 0; i < 9 ; i++)
if( divider > 1)
{
for( i = 0; i < 9; i++)
temp_data[ i ].data32 = temp_data[ i ].data32 * divider;//乘上分频器的值
}//end of if(divider != 0)
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//能量的计算
for( i = 0; i < 9; i++)
energy[i].data32 += temp_data[i].data32;//累加电能值，单位为 WS（瓦秒）
//转换成千瓦时
for( i = 0; i < 3; i++)
{
rwdata.working.watt_hour[i].data32 += (energy[i].data32 / 3600000);//转换成千瓦时
energy[i].data32 = energy[i].data32 > 3600000;
}//end of for(i)
rwdata.working.watt_hour[3].data32 = rwdata.working.watt_hour[0].data32
+ rwdata.working.watt_hour[1].data32
+ rwdata.working.watt_hour[2].data32;//总和
//
for( i = 0; i < 3; i++)
{
rwdata.working.var_hour[i].data32 += (energy[ i+3 ].data32 / 3600000);//转换成千瓦时
energy[ i+3 ].data32 = energy[i+3].data32 > 3600000;
}//end of for(i)
rwdata.working.var_hour[3].data32 = rwdata.working.var_hour[0].data32
+ rwdata.working.var_hour[1].data32
+ rwdata.working.var_hour[2].data32;//总和
//转换成千伏安时
for( i = 0; i < 3; i++)
{
rwdata.working.va_hour[i].data32 += (energy[ i+6 ].data32 / 3600000);//转换成千瓦时
energy[ i+6 ].data32 = energy[i+6].data32 > 3600000;
}//end of for(i)
rwdata.working.va_hour[3].data32 = rwdata.working.va_hour[0].data32
+ rwdata.working.va_hour[1].data32
+ rwdata.working.va_hour[2].data32;//总和
//能量的计算结束
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//功率的计算
for( rwdata.working.watt[ 3 ].data16 = 0, i = 0; i < 3; i++ )
{
rwdata.working.watt[ i ].data16 = ( temp_data[ i ].data32 )/1000;//千瓦
rwdata.working.watt[ 3 ].data16 += rwdata.working.watt[ i ].data16;
}//end of for(i)
for( rwdata.working.var[ 3 ].data16 = 0, i = 0; i < 3; i++ )
{
rwdata.working.var[ i ].data16 = ( temp_data[ i +3 ].data32 )/1000;//
rwdata.working.var[ 3 ].data16 += rwdata.working.var[ i ].data16;
}//end of for(i)
for( rwdata.working.va[ 3 ].data16 = 0, i = 0; i < 3; i++ )
{
rwdata.working.va[ i ].data16 = ( temp_data[ i + 6 ].data32 )/1000;//千伏安
if(rwdata.working.va[ i ].data16 < rwdata.working.watt[ i ].data16)
{
rwdata.working.va[ i ].data16 = rwdata.working.watt[ i ].data16;
}//end of if(rwdata.working.va[ i ].data16 < rwdata.working.watt[ i ].data16)
rwdata.working.va[ 3 ].data16 += rwdata.working.va[ i ].data16;
}//end of for(i)
//功率的计算结束
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
}//end of if(bit_1s)
for( j = 0; j < 3; j++)
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