【我为STM32站台】基于STM32F103VB的功率因数表

wenyangzeng

方案功能：

    功率因数是衡量电气设备效率高低的一个重要参数。在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S。本方案使用STM32F10X-128K-EVAL开发板实现了功率因数表的功能。

关键词：功率因数，STM32F103。

工作原理介绍

    通过电压互感器和电流互感器从供电系统采样电压和电流信号，经过比较器转换成方波，连接STM32F103VB的一个定时器捕捉输入和一个外部中断输入。在定时器捕捉输入的第一个触发中断时读取TIM3的初值，并清零TIM2的计数器值，在第二个触发中断时获得交流电的周期值TIM3。外部中断获得TIM2电流与电压的相位差(Φ)。通过运算得到功率因数值在LCD屏幕上显示。

    利用STM32F系列丰富的资源实施本方案很简单。STM32F103VB有多达8个定时器，可以根据实际应用灵活选择其中2个定时器来完成数据采样任务。STM32F10X-128K-EVAL已经配备TFT-LCD模块，软件稍加修改即可用于显示运行结果。

软件运行过程：

1、初始化后启动TIM2、TIM3。

2、TIM3-CC2捕捉使能，进入第一次中断清零TIM2-CNT并保存当前CNT3值

开启EXTI中断；第二次中断保存另一次CNT3值。获得一个交流电电压周期值。

3、EXTI中断读取CNT2值，获得交流电电流与电压的相位差。

4、主函数负责LCD刷新和 cosΦ运算。

                              流程图

                      STM32F10X-128K-EVAL开发板

视频：

http://player.youku.com/player.php/sid/XMTcwNjE3OTIyNA==/v.swf

1. void TIM3_IRQHandler(void)
   
2. {
   
3.         if(TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC2) == SET)
   
4.   {
   
5.     TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC2);
   
6. 
   
7.                 if(Capture3Number == 0)
   
8.                         {
   
9.       IC3ReadValue1 = TIM_GetCapture2(TIM3);
   
10.       Capture3Number = 1;
    
11.                         TIM2->CNT=0x0000;        
    
12.                         EXTI->IMR |=0X0002;        
    
13.                         }
    
14.     else if(Capture3Number == 1)
    
15.                         {
    
16.                                 IC3ReadValue2 = TIM_GetCapture2(TIM3);
    
17.                                 if (IC3ReadValue2 > IC3ReadValue1)
    
18.                                                 Cycle = (IC3ReadValue2 - IC3ReadValue1);
    
19.                                 else
    
20.                                                 Cycle = ((0xFFFF - IC3ReadValue1) + IC3ReadValue2);
    
21.                                 
    
22.                                 
    
23.                                 
    
24.                                 TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC2, DISABLE);
    
25.                                 Number_Swap();
    
26.                                 Capture3Number = 0;
    
27.                         }
    
28.         }
    
29. 
    
30. }
    
31. 
    
32. 
    
33. void EXTI1_IRQHandler(void)
    
34. {
    
35. if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) != RESET)
    
36. {        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
    
37.         EXTI->IMR &=~0X0002;
    
38.         Capture= TIM2->CNT;
    
39. }
    
40. }
    
41. 
    
42. void Number_Swap(void)
    
43. {        uint8_t DispBuf[6];
    
44.         static double temp=0;
    
45.                 a=(double)Cycle/360.0;
    
46.                 b=(double)Capture/a;
    
47.                       if(b >=180) b -=181;
    
48.                         if(b<=90.0)                                
    
49.                                  DispBuf[0]=' ';
    
50.                            else
    
51.                                 DispBuf[1]='-';
    
52.         a        =        (float)cos((b*3.1415)/180.0)*100.0;
    
53.         if(a<0)
    
54.                 {        
    
55.                 a        = a-0.499;
    
56.                 a=(float)a*(-1);
    
57.                 }
    
58.                 else
    
59.                 {
    
60.                         a        = a+0.499;
    
61.                 }
    
62.                 temp=temp+a;
    
63.                 i++;
    
64.                 if(i==10)
    
65.                 {
    
66. 
    
67.                 data =temp*10;
    
68.                         temp=0;
    
69.                         i=0;
    
70.         DispBuf[0]=' ';
    
71.         DispBuf[2]=data%100000/10000+0x30;;
    
72.         DispBuf[3]='.';
    
73.         DispBuf[4]=data%10000/1000+0x30;
    
74.         DispBuf[5]=data%1000/100+0x30;        
    
75.         refcolumn = 219;
    
76.         LCD_DisplayStringLine(Line5,DispBuf);
    
77.                 }
    
78.         TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC2, ENABLE);
    
79. }
    
80. 
    
81. int main(void)
    
82. {
    
83.         SystemInit();        
    
84.         RCC_Configuration();
    
85.         SysTick_Init();        
    
86.         BSP_init();
    
87.         refcolumn = 249;
    
88.         LCD_DisplayStringLine(Line3,"Power factor:");[media=swf,500,375]http://player.youku.com/player.php/sid/XMTcwNjE3OTIyNA==/v.swf[/media]
    
89.         LCD_DrawRect(20,300,200,280);
    
90.       
    
91.   while (1)
    
92.   {
    
93. 
    
94.         }
    
95. }
    

复制代码

http://player.youku.com/player.php/sid/XMTcwNjE3OTIyNA==/v.swf

zero99

前排占位

beebird

板凳搞起

Longmiao

yuanwj32

不错。如果有视频演示就更好了

wenyangzeng

yuanwj32 发表于 2016-9-15 15:37
不错。如果有视频演示就更好了

有视频演示呀，在代码前，这个网页不知怎么的，视频一直链接不成功。
https://v.youku.com/v_show/id_XM ... ;spm=0.0.0.0.ZnlroP

lili0000

谢谢分享

liu_guangjun

谢谢分享！！

阳道爷

多谢分享

epochal

谢谢分享！