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基于STM32F103的三相智能电表设计作者：王冠陈利来源：《电脑知识与技术》2018年第22期摘要：该文主要介绍基于ST公司推出的STM32F103为MCU的新型三相智能电表的设计方案。
该电能表主要实现三相电的电压、电流、功率因素、正反向有用功、正反向无用功等参数的计量与检测。
ATT7022C计量芯片对三相电进行检查与电能计量，把结果通过内部总线传给核心控制器STM32F103，经过STM32F103处理后进行数据的存储，并把结果输出到显示控制芯片DS3231，在该芯片控制下利用LCD液晶显示屏进行显示。
同时本表还配置了RS485、RS232、红外线通信接口，借助RS485、RS232通信接口和网络，电能表与上位机通信，从而实现了远程智能抄表；对于无网络偏远地区用电用户，抄表员使用掌机，借助红外线接口与电能表通信，快速便捷的完成抄表工作。
关键词：智能电表；STM32F103；ATT7022C；DS3231；计量中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）22-0219-031 引言21世纪以来，随着我国经济的快速发展，企业、工厂、机关、居民等对电能的需求量也急剧的增加。
电能表作为供电部门和用电用户之间计量的唯一工具，其地位和作用尤为重要。
传统的感应电表存在不稳定、计量精确度差、不可靠等缺点，更不能检测到用户偷电现象，需要抄表员逐表抄记，抄表效率极低，带来人力、物力的极大浪费。
随着国家信息化技术的高速发展、人工成本的日益增高，具备远程抄表功能的高精度、高可靠性的智能电表在市场中的应用日益广泛。
本文设计的三相电表以STM3231F103芯片为核心控制处理器，通过高精度计量芯片ATT7022C进行计量，借助芯片DS3231控制显示。
完成了三相电压、三相电流、功率因素、正反向有功，正反向无功等计量数据的显示和远程抄读。
2 智能电表系统设计整体三相电表设计分为2大部分，分别是主板和底板构成。
浅谈103规约在电力监控系统中的应用摘要：在电力监控系统中，既需要对数据进行高精度的实时采样，又必须进行标准通信。
对基于以太网103规约的通信系统进行了研究与开发，采用TCP 报文的方式完成裁剪，在实际应用中取得了良好的效果。
关键词：103规约、以太网、通信引言继电保护在电力系统中起着非常重要的作用，一般的高压电力设备都配备了集保护、测控功能于一体的综合保护单元，并采用由国际电工委员会于1997年定义的IEC60870-5-103规约（简称103规约）来完成变电站控制系统与保护单元的通信。
利用这个规约，保护测试系统不但可以获得被测保护装置的定值、保护动作单元等信息，而且可以与上位机总控制中心完成监测与控制通信，实现整个电力系统设备的自动化。
1.103规约简介103传输规约是国际电工委员会为了在不同保护设备和控制系统之间实现信息互换的目的而制定的继电保护设备信息接口配套标准。
它适用于具有编码的串行数据传输的继电保护设备和控制系统交换信息，使得变电站内一个控制系统的不同继电保护设备和各种装置达到互换，被电力系统广泛应用。
103规约使用的网络模型是增强性能结构，即物理层、应用层和链路层。
1.1物理层物理层采用EIARS485异步串行通信标准，1位起始位，8位数据位，1位偶校验位和1位停止位。
1.2链路层103规约所有的传输过程均由主站启动，即轮询问答过程：由启动站向从动站触发一次传输服务，或者成功完成，或者报告差错，之后才能开始下一轮的传输服务。
103规约采用的链路服务级别为三级，其链路服务级别及功能如下表所示。
1.3应用层应用层为用户提供服务，是用户的窗口，它的服务直接提供给应用进程。
应用层包含一系列应用功能，它包含在源和目的之间应用服务数据单元的传送中。
规约数据单元由规约控制信息和服务数据单元组成，由于103规约未采用应用规约控制信息，所以在应用层中的应用规约数据单元和应用服务数据单元及链路服务数据单元是一样的。
基于STM32F030和电力载波的电气实验设备电源管理设计刘志斌;龙剑【摘要】以ARM Cortex-M0架构芯片STM32F030为核心,结合电力载波通讯技术、数据采集技术和RFID技术,设计了一种基于电力载波通信的电气实验设备电源管理系统.对每台电气实验设备嵌入一个电源管理单元模块,该模块实时采集其所在的设备电源参数,并接收、响应主控设备发来的命令.通过电力载波通讯将电源管理单元模块以及主控设备联系在一起,由主控设备对电源管理单元模块发出命令,电源管理单元模块进行相应响应,从而可以得到对应实验设备当前运行状态与功率情况等,还可以结合无线ID模块控制实验设备的启停.该系统可以将分散的电气实验设备进行集中控制,具有无需重新铺设通讯或控制线路、远动、智能等特点.【期刊名称】《山西电子技术》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】3页(P17-18,45)【关键词】ARM;电力载波通讯;电源管理【作者】刘志斌;龙剑【作者单位】湖南高速铁路职业技术学院,湖南衡阳421002;湖南高速铁路职业技术学院,湖南衡阳421002【正文语种】中文【中图分类】TN915在高校实验室中，一般有利用电气方面的实验设备进行教学，或提供电气实验设备给学生进行实验操作。
在管理电气实验设备时，存在的一些现象，比如需要对每台设备的使用情况都进行记录，个别学员跨机操作等，使得当设备较多时，管理工作量大，难度增加。
对每台电气实验设备嵌入一个电源管理单元模块，由主控设备或称之为主控器发出控制命令，电源管理模块接收并响应。
完成对其所在的电气实验设备电气运行状态进行采集，控制该实验设备电源通断，响应学员刷卡请求等功能，从而可以实现对电气实验设备运行状态自动记录，学员刷卡操作。
电气实验设备嵌入了电源管理模块，达到减少电气实验实训设备管理的工作量，智能管理的目的。
使用电力载波通信，是因为该技术的最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。
stm32f103芯片手册STM32F103是一款Cortex-M3内核的32位MCU芯片，由意法半导体（STMicroelectronics）公司生产。
该芯片具有低功耗、高计算性能和丰富的外设接口的特点，被广泛应用于各种应用领域。
下面是对STM32F103芯片手册的1000字简要介绍。
首先，STM32F103芯片具有强大的计算能力和丰富的存储器资源。
它采用了ARM Cortex-M3内核，主频可高达72MHz，同时支持单周期乘法和硬件除法指令，可快速执行复杂的算法。
此外，芯片内置了128KB或256KB的闪存和20KB的静态RAM，可以存储大量的程序代码和数据。
其次，STM32F103芯片提供了丰富的外设接口，能够满足各种应用需求。
它包括多个通用输入/输出（GPIO）引脚，可用于连接外部设备和传感器。
同时，芯片还提供了多个串行通信接口，如USART、SPI和I2C，可以与其他设备进行高速数据传输。
此外，芯片还支持多个定时器/计数器，用于实现精确的计时和定时功能。
第三，STM32F103芯片具有低功耗特性和丰富的电源管理功能。
它采用了多种节能技术，如待机模式、休眠模式和停机模式，可以最大限度地降低功耗。
同时，芯片还内置了多个电源管理模块，例如低功耗时钟、电压调整器和电池备份电源，以提供稳定可靠的电源供应。
最后，STM32F103芯片还提供了完善的开发工具和支持资源。
意法半导体提供了一整套的软件开发工具，包括Keil MDK和IAR Embedded Workbench等，可简化开发流程。
此外，芯片手册还详细介绍了芯片的引脚定义、寄存器配置、时钟设置、中断管理、外设控制等内容，为开发者提供了全面的技术支持。
综上所述，STM32F103芯片手册详细介绍了该芯片的技术规格、外设接口、低功耗特性和开发支持资源。
它具有强大的计算能力、丰富的存储资源和多样化的外设功能，适用于各种应用领域，如工业控制、智能家居、医疗设备等。
数据手册参照2009年4月 STM32F103x8B 数据手册 英文第10版 （本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准） 1/62STM32F103x8 STM32F103xB中等容量增强型，32位基于ARM 核心的带64或128K 字节闪存的微控制器USB 、CAN 、7个定时器、2个ADC 、9个通信接口功能■ 内核：ARM 32位的Cortex™-M3 CPU− 最高72MHz 工作频率，在存储器的0等待周期访问时可达1.25DMips/MHz(Dhrystone 2.1)− 单周期乘法和硬件除法 ■ 存储器− 从64K 或128K 字节的闪存程序存储器 − 高达20K 字节的SRAM ■ 时钟、复位和电源管理− 2.0～3.6伏供电和I/O 引脚 − 上电/断电复位(POR/PDR)、可编程电压监测器(PVD)− 4～16MHz 晶体振荡器− 内嵌经出厂调校的8MHz 的RC 振荡器 − 内嵌带校准的40kHz 的RC 振荡器 − 产生CPU 时钟的PLL− 带校准功能的32kHz RTC 振荡器 ■ 低功耗− 睡眠、停机和待机模式− V BAT 为RTC 和后备寄存器供电■ 2个12位模数转换器，1μs 转换时间(多达16个输入通道)− 转换范围：0至3.6V − 双采样和保持功能 − 温度传感器 ■ DMA ：− 7通道DMA 控制器− 支持的外设：定时器、ADC 、SPI 、I 2C 和USART ■ 多达80个快速I/O 端口− 26/37/51/80个I/O 口，所有I/O 口可以映像到16个外部中断；几乎所有端口均可容忍5V 信号■ 调试模式− 串行单线调试(SWD)和JTAG 接口■ 多达7个定时器− 3个16位定时器，每个定时器有多达4个用于输入捕获/输出比较/PWM 或脉冲计数的通道和增量编码器输入− 1个16位带死区控制和紧急刹车，用于电机控制的PWM 高级控制定时器− 2个看门狗定时器(独立的和窗口型的) − 系统时间定时器：24位自减型计数器 ■ 多达9个通信接口− 多达2个I 2C 接口(支持SMBus/PMBus) − 多达3个USART 接口(支持ISO7816接口，LIN ，IrDA 接口和调制解调控制) − 多达2个SPI 接口(18M 位/秒) − CAN 接口(2.0B 主动) − USB 2.0全速接口 ■ CRC 计算单元，96位的芯片唯一代码 ■ ECOPACK ®封装 表1 器件列表参 考 基本型号STM32F103x8STM32F103C8、STM32F103R8、STM32F103V8、STM32F103T8 STM32F103xBSTM32F103RB 、STM32F103VB 、STM32F103TB本文档英文原文下载地址： /stonline/products/literature/ds/13587.pdf目录1介绍 (4)2规格说明 (5)2.1器件一览 (5)2.2系列之间的全兼容性 (6)2.3概述 (6)2.3.1ARM®的Cortex™-M3核心并内嵌闪存和SRAM (6)2.3.2内置闪存存储器 (6)2.3.3CRC(循环冗余校验)计算单元 (6)2.3.4内置SRAM (7)2.3.5嵌套的向量式中断控制器(NVIC) (7)2.3.6外部中断/事件控制器(EXTI) (7)2.3.7时钟和启动 (7)2.3.8自举模式 (7)2.3.9供电方案 (7)2.3.10供电监控器 (8)2.3.11电压调压器 (8)2.3.12低功耗模式 (8)2.3.13DMA (8)2.3.14RTC(实时时钟)和后备寄存器 (8)2.3.15定时器和看门狗 (9)2.3.16I2C总线 (10)2.3.17通用同步/异步收发器(USART) (10)2.3.18串行外设接口(SPI) (10)2.3.19控制器区域网络(CAN) (10)2.3.20通用串行总线(USB) (10)2.3.21通用输入输出接口(GPIO) (10)2.3.22ADC(模拟/数字转换器) (10)2.3.23温度传感器 (11)2.3.24串行单线JTAG调试口(SWJ-DP) (11)3引脚定义 (13)4存储器映像 (21)5电气特性 (22)5.1测试条件 (22)5.1.1最小和最大数值 (22)5.1.2典型数值 (22)5.1.3典型曲线 (22)5.1.4负载电容 (22)5.1.5引脚输入电压 (22)5.1.6供电方案 (23)5.1.7电流消耗测量 (23)参照2009年4月 STM32F103x8B数据手册英文第10版（本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准） 2/625.2绝对最大额定值 (23)5.3工作条件 (25)5.3.1通用工作条件 (25)5.3.2上电和掉电时的工作条件 (25)5.3.3内嵌复位和电源控制模块特性 (25)5.3.4内置的参照电压 (26)5.3.5供电电流特性 (26)5.3.6外部时钟源特性 (33)5.3.7内部时钟源特性 (37)5.3.8PLL特性 (38)5.3.9存储器特性 (38)5.3.10EMC特性 (38)5.3.11绝对最大值(电气敏感性) (39)5.3.12I/O端口特性 (40)5.3.13NRST引脚特性 (42)5.3.14TIM定时器特性 (43)5.3.15通信接口 (43)5.3.16CAN(控制器局域网络)接口 (47)5.3.1712位ADC特性 (47)5.3.18温度传感器特性 (51)6封装特性 (52)6.1封装机械数据 (52)6.2热特性 (59)6.2.1参考文档 (59)6.2.2选择产品的温度范围 (59)7订货代码 (61)8版本历史 (62)参照2009年4月 STM32F103x8B数据手册英文第10版（本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准） 3/621 介绍本文给出了STM32F103x8和STM32F103xB中等容量增强型产品的订购信息和器件的机械特性。
stm32f103中文手册1. 概述stm32f103是一款高性能、低功耗、高集成度的32位微控制器，基于ARM Cortex-M3内核，支持Thumb-2指令集，具有72MHz的主频和64KB至512KB的闪存。
stm32f103具有丰富的外设资源，包括多种通信接口、定时器、模数转换器、DMA控制器、触摸感应控制器等，能够满足各种复杂的应用需求。
stm32f103还具有多种低功耗模式，能够实现动态电源管理，降低系统功耗。
stm32f1 03采用多种封装形式，适用于不同的应用场合。
2. 引脚定义stm32f103的引脚定义如图1所示。
stm32f103的引脚分为四类：电源引脚、复位引脚、晶振引脚和功能引脚。
电源引脚包括VDD、VSS、V DDA和VSSA，分别提供数字电源、数字地、模拟电源和模拟地。
复位引脚包括NRST和BOOT0，分别用于复位芯片和选择启动模式。
晶振引脚包括OSC_IN和OSC_OUT，分别连接外部晶振的输入和输出端。
功能引脚包括多达80个可编程的通用输入输出（GPIO）引脚，以及一些专用功能引脚，如JTAG/SWD调试接口、USB接口等。
图1 stm32f103引脚定义3. 系统架构ARM Cortex-M3内核：是stm32f103的核心部分，负责执行程序指令，处理数据和中断等。
存储器：包括闪存（Flash）、静态随机存储器（SRAM）和备份寄存器（Backupregisters），分别用于存储程序代码、数据和备份数据等。
外设总线：包括总线矩阵（Bus matrix）、总线桥（Bus bridge）和外设总线（Peripheralbus），分别用于连接内核、存储器和外设等。
时钟和复位控制：包括时钟树（Clocktree）、复位控制器（Reset controller）和电源管理单元（Power managementunit），分别用于提供时钟信号、复位信号和电源管理等。
基于STM32f103RC的交流充电控制器设计摘要：随着电动汽车的普及，公共停车区域的充电桩越来越无法满足广大电动汽车用户的充电需求。
较小功率的交流充电枪成为大众的选择，只需要一个220V交流电源，通过充电枪和车载充电机就能完成充电。
本文设计了包含MCU电路、系统电源电路、通信电路、电流调控电路的交流充电控制器，通过调整充电过程不同阶段的充电电流，提高电池的一次充电量，减轻极化现象，延长电池使用寿命。
关键词：交流充电，MCU，电流传感器1实现原理本设计的硬件系统包括：MCU电路、电源电路、通信电路、电流调控电路等。
开关电源技术十分成熟，通过开关电源的变压、整流等完成220V交流电到各个级别的直流电的转变，为整个硬件系统供电。
电流控制电路与电压传感器、电流传感器及MCU电路协同工作，实现对充电回路中充电电压、电流的实时调控。
对于电池系统，车载充电机不仅为电池组提供充电用直流电，还通过CAN总线与电池管理系统(BMS)进行信息交流。
车载充电机可以根据BMS方面传来的电池信息，适当调整充电参数。
可调开关电源为交流充电机的充电回路和控制电路提供直流电源。
充电过程中，单片机通过可调开关电源与功率管实现对充电回路的控制。
电流传感器和电压传感器向单片机实时传输供电回路电压与电流信息，单片机根据BMS提供的电池状态信息，通过功率管限制充电电流大小，使其不超过电池能够承受的最大充电电流，以此减少电能损耗，提高充电效率。
2MCU电路MCU电路采用STM32f103RC单片机作为核心控制芯片，用以接收信息，处理信息并控制系统做出反应。
该芯片是融合了实时性、低功耗、低电压、数字信号处理以及高性能于一身的单片机，其高集成度和开发简易的特点使其成为各类中小项目和完整平台解决方案的理想选择，在各类检测设备和PC外设中被广泛使用[1]。
MCU电路利用JTAG借口调试，在较为复杂环境下工作，其CPU要配两个晶振，一个给芯片提供晶振，一个用作备用。
2021年8期科技创新与应用Technology Innovation and Application众创空间变配电站二次屏门安措智能布置系统*黄超，钟显，李付勤（国家电网常德供电公司，湖南常德415000）引言进入21世纪以来，工业迅猛发展，继而带动了电力系统的快速发展，变电站二次屏作为一次设备保护系统，对变电站设备的稳定运行起着至关重要的作用。
国家电网公司《电力安全工作规程（变电站和发电厂电气部分）》第10章第8条规定“在全部或部分带电的运行屏（柜）上进行工作时，应将检修设备与运行设备前后以明显的标志隔开”[1]，目前，为了规范检修人员的作业现场，大多采取在运行二次屏粘贴“禁止开启，有人工作”红布幔和在工作屏设置“在此工作”标示牌的安措。
然而，红布幔的粘贴仅限于警示作用，无法闭锁运行屏，检修人员仍然有误开或者私自开启屏门的可能。
且对于220kV 变电站，二次屏较多，非检修屏前后门全部粘贴红布幔存在很大难度，有时红布幔粘贴数量多达近两百块，且运维人员二次安措设置过于繁琐，增加了运维人员的作业难度，需加以改进。
按目前的管理机制，二次屏运维管理工作中存在着各种安全隐患[2-3]，具体表现为以下几个方面：检修人员误开屏门，可能造成运行安全事故[4]；维护和检修后漏关屏门；屏门机械锁容易卡涩、损坏，机械锁钥匙管理混乱等，导致机械锁无法起到有效闭锁作用；对于电话许可工作，工作人员存在误开或者私自开启屏门的可能；检修人员临时起意，私自开启屏门进行非报务检修等。
以上问题都是因为二次屏门不可有效监视和控制原因导致，存在不同程度的安全隐患，将会严重影响电网的稳定可靠运行。
为了增强变电站二次屏门实时监控的可靠性，确保变电运维工作的安全性，同时提高安全措施布置效率，本文设计一套基于电磁锁装置的变电站二次屏门安措智能布置系统，可随时就地或远程控制、显示二次屏状态。
系统支持屏门的多种开启方式，增加显示的准确性，降低劳动强度，系统可取代人工布置的大量安全措施，能够精准地检测屏门开闭状态，并可就地或远程显示，防止屏门漏关闭。
基于STM32处理器的电力线载波电话硬件解决方案摘要：本文描述了一种基于STM32F103处理器实现电力线上通讯的载波电话方案,语音芯片使用VS1053,电力线载波芯片选用BSC6825.将VS1053采集到的音频信号,经过STM32处理,由BSC6825载波芯片经电力线发出或接收,以实现电力线上的对讲功能.关键词：STM32处理器、VS1053音频芯片、电力线载波电话、BSC6825电力载波芯片1 引言目前国内部分矿井,坑道内由于多种原因无法建立有效的通讯手段,或因为无线穿透力不佳,导致部分区域有通讯死角或需另外增加中继器。
而在这些应用场景中均铺设有AC或DC电力线,在此情况下电力线载波电话可使用户无需增加任何成本,即可解决通讯问题.载波电话通讯无死角只要有电力线的地方随时可以加装.2 功能载波电话使用电力线供电无需外接电源.将语音信号经过处理经电力线信号发出,以实现语音通话功能.3 硬件设计3.1 载波电话应用连接示意图3.2 硬件架构图载波电话硬件架构图VS1053 与 STM32 之间使用 SPI 接口连接.载波芯片与 STM32 之间使用 UART 连接.3.3处理器STM32简介内核：ARM 32位的Cortex™‐M3 CPU最高72MHz工作频率，在存储器的0等待周期访问时可达1.25DMips/MHz(Dhrystone2.1)单周期乘法和硬件除法2.0～3.6 伏供电定时器3 个 16 位定时器，每个定时器有多达4 个用于输入捕获/输出比较/PWM 或脉冲计数的通道和增量编码器输入1 个 16 位带死区控制和紧急刹车，用于电机控制的 PWM 高级控制定时器2 个看门狗定时器(独立的和窗口型的) − 系统时间定时器：24 位自减型计数器通信接口2 个 I2C 接口(支持 SMBus/PMBus)3 个 USART 接口(支持 ISO7816 接口，LIN，IrDA 接口和调制解调控制)2 个 SPI 接口(18M 位/秒)接口(2.0B主动)USB 2.0 全速接口CRC 计算单元，96 位的芯片唯一代码STM32 芯片工作频率高,自带 CRC 计算单元,方便我们进行语音信号处理。
