基于ATT7022的电量采集模块硬件设计(3)
本文的主要工作包括系统总体设计，系统硬件设计，系统软件设计，系统调试及功能仿真。在清楚的掌握系统工作的远离之后，才能合理综合硬件和软件设计，达到设计预期的要求，最后的调试仿真是对系统可行性、安全性、稳定性等性能要求的检验。
(1) 系统总体设计
总体上对系统运作有个流程框架，分析系统设计需要的功能。按模块化的设计思路，分析介绍系统设计需要的各个功能模块。规划分析软硬件两个方面的总体思路，并且考虑到实际应用的一些问题例如采样滤波，电路去耦，消除静电等，制定合理的方案。
(2) 系统硬件设计
系统硬件设计主要包括电源模块，核心控制模块，交流采样模块和LED控制模块4大功能模块，ATT7022负责采集交流信号，通过查阅芯片ATT7022的工作手册，以及用到ATT7022作为采集模块的相关设计，分析ATT7022如何进行ADC采样，数字滤波，计算功率、电流、电压有效值，进行校表操作，以及如何通过SPI口与外部MCU之间建立联系。主控芯片LPC1778负责接收数据，协助ATT7022进行校表，以及判断故障，发送分合闸的信号指示。最后，综合芯片和设计电路，使用Altium Designer Summer09进行原理图设计，以及PCB制图。
(3) 系统软件设计
系统软件设计，用 Keil软件开发环境，采用模块化的设计方案，先完成底层函数的编写，然后通过上册应用程序调用。本章主要介绍的模块程序有各模块初始化，交流采样，数据计算分析，故障判断，控制输出等。
(4) 系统调试及功能仿真
测试本文设计的交流采集模块是否能够实现系统功能，满足设计的需求，本章详细介绍了系统软硬件调试的过程，并且分析仿真结果，总结出系统存在的不足，并且提出改进。
2 系统总体设计
系统总体设计即对全局问题的设计，也就是系统总的处理方案设计，又称概要设计。明确了设计思路，在每一个模块进行设计的时候才会有针对性，明确的目的确保系统的研究方向不会偏离。本章从电量采集模块设计入手，逐步确定系统设计的总体框架。
2.1 系统需求分析
10kV智能开关控制器装设在10kV主干网的支线用户端，目的是实时监测到线路发生故障，主要是接地故障，快速切除故障，避免电力事故。实时监测的前提条件就是对电力参数进行实时的、准确的测量。本文主要研究的就是10kV智能开关控制器的电量采集模块。
2.2 系统总体设计
系统总体需要完成的功能目标是：首先进行系统初始化，之后通过采集芯片ATT7022对交流模拟量进行采集，计算有效值并且通过SPI口，将数据传送给主控芯片LPC1778，将数据和设定的阀值进行比较，做出基本的信号控制动作，即判断正常工作、过流故障、接地故障，以及给出分合闸信号。以此设计需求设计方案，主要包括核心控制模块，电源模块，交流采样模块，控制输出模块