芯片的输入端的输入电压为５０ｍＶ，这满足了ＡＤＥ７８７８的性能指标。同理，输入电 路中的电容和１Ｋ电阻组成抗混叠滤波器，防止混叠现象的发生。
为保证测量的精度，在选择电压和电流输入电路的元器件时，要有较高的要 求。在选择采样电阻时，必须选择阻值误差小于１％，温度系数小于２５ｐｐｍ／＇Ｃ的电 阻；对电流互感器要求其精度不低于０．１ｓ，低温漂和角差影响较小的互感器。另外，
输入电路中的抗混叠滤波器也要采用温度特性良好的元件，其参数要求对称。
基于ＬＰＣＩ７６８智能电力监控终端的设计与实现
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图４．１２电流输入部分电路设计
４．３．３ＨＳＤＣ和１２Ｃ通信接口电路设计
如前面所述，ＡＤＥ７８７８总共有１２Ｃ，ＳＰＩ，ＨＳＤＣ三个串口。ＡＤＥ７８７８只能接受 两种配置：要么只有１２Ｃ和ＨＳＤＣ端口，要么只有一个ＳＰＩ端口。在本系统中我 们采用只配置１２Ｃ和ＨＳＤＣ端口的方案。将１２Ｃ端口用于ＬＰＣＩ７６８微控器和计量 芯片之间的通信，而将ＨＳＤＣ端口专门用于ＡＤＥ７８７８向ＬＰＣＩ７６８传输瞬时波形 数据，以用于ＬＰＣＩ７６８分析之用。
ＡＤＥ７８７８的１２Ｃ接口是作为一个从机接口，ＳＤＡ是数据输入／输出引脚，ＳＣＬ 是端口的时钟。这两个管脚与ＳＰＩ端口的ＭＯＳＩ和ＳＣＬＫ管脚复用。ＳＣＬＫ的时 钟速率为４００ＫＨＺ。１２Ｃ串口的读写操作均为标准的１２Ｃ口读写操作。ＭＣＵ可利 用１２Ｃ接口向ＡＤＥ７８７８发送控制命令，或者从ＡＤＥ７８７８读取一些计量数据，以 让ＭＣＵ根据计量数据的不同，采取不同的操作和控制。ＡＤＥ７８７８和ＬＰＣＩ７６８ 的连线示意图如图４．１３所示。
在ＡＤＥ７８７８中，ＨＳＤＣ端口（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ ＤａｔａＣａｐｔｕｒｅ，简称高速数据捕获端 口），默认是禁止的。只有当ＡＤＥ７８７８使用１２Ｃ端口时，才有可能使用ＨＳＤＣ 口。此时，通过设置芯片中的配置寄存器来激活ＨＳＤＣ端口。ＨＳＤＣ口不能和ＳＰＩ 串口一起使用，当使用ＳＰＩ口时，ＨＳＤＣ口被禁止。
ＨＳＤＣ口是一个能向外部设备发送数据的端口，外部设备一般为一个微处理 器或者是一个专用ＤＳＰ，能够传输１６个３２位字。这些字包括视在、无功和有功 功率，中性电流，相电压和电流的瞬时值，被传送的寄存器名称如３－３．３节中表 ３．３和表３．４所示。这些寄存器都是２４位的，符号位延伸到３２位，见图３．３所示。
第四章智能电力监控控终端的硬件设计 ３７
从机 主机
图４．１３ ＡＤＥ７８７８和ＬＰＣＩ７６８的１２Ｃ接口连线图 将符号位延伸至３２位后，就可以通过３２位进行传输。
在与其他设备通信过程中，ＨＳＤＣ接口总是作为通信的主设备来通信的。它由 三个管脚组成：ＨＳＣＬＫ，ＨＳＤ和ＨＳＡ。其中ＨＳＣＬＫ表示串口时钟，ＨＳＤ用于串口输 出数据到从设备中，一般连接到对方设备的数据输入端。ＨＳＡ为片选信号，在一 个字在发送期间保持有效，它一般连接至从设备的片选信号输入端。在本系统中，
ＡＤＥ７８７８的ＨＳＤＣ端口是与ＬＰＣＩ７６８微控制器的ＳＰＩ接口相连的。连接示意图如图 ４．１４所示。
图４．１４ ＡＤＥ７８７８与ＬＰＣＩ７６８连线示意图
ＡＤＥ７８７８的ＨＳＤＣ口以８Ｍｂｉｔ／ｓ的速度通过微控器的ＳＰＩ接口向ＬＰＣＩ７６８传输数 据，将１６个（可在表５．１所示的寄存器中设置）３２位的瞬时值波形寄存器的值传输 完毕。微控制器调用系统自带的ＦＦＴ库对接收到的数据进行快速傅里叶变换，并将 变换的结果加以显示，显示各次（１～３１）谐波的幅度值。
４．４其他相关模块
４．４．１开关量采集和继电器输出控制部分电路设计
按照设计方案，本终端最多可配置１５个数字开关量输入，但是本系统只用了 ５个。其余的开关量输入留待以后扩容的需要。经合理统筹，设计的电路如图４．１５
３８ 基于ＬＰＣＩ７６８智能电力监控终端的设计与实现
所示。为方便起见，在此分路部分只画出一路数字开关量的输入／输出部分。
由图４．１５可知，外部输入的开关量经过输入接线端子接入到本电路的输入端。
在电路的输入端并接了一个双向瞬态抑制二极管ＴＶＳ。此二极管主要起到一个稳 压保护作用，保护了后面的电子元器件免受高电压的损害。
输入的开关量经过ＴＶＳ保护二极管以后，就接到光电耦合器的输入端。光电 耦合器起到一个隔离的作用，防止对后面的集成电路芯片造成损害。开关量信号 经过光电耦合器输出后，输入到８位并行输入移位寄存器ＳＮ７４ＨＣｌ６５Ｄ。在此，
将８路信号合为一路向ＭＣＵ输出各路的开关量１２７】。
为了以后扩容的需要，在此使用了两片ＳＮ７４ＨＣｌ６５Ｄ芯片。
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