Microchip Technology PIC32CXMTC-DB演示板用于評(píng)估PIC32CXMTC系列。Microchip Technology設(shè)備是一款片上系統(tǒng)解決方案，適用于基于雙32位Arm? Cortex?-M4F處理器的住宅智能電表應(yīng)用。用戶應(yīng)用在內(nèi)核0下運(yùn)行，最大頻率為200MHz，電表庫在內(nèi)核1下運(yùn)行，最高頻率為240MHz。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Microchip Technology PIC32CXMTC-DB演示板數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• 電壓測(cè)量范圍為90VAC 至264VAC
• 可擴(kuò)展至291V AC ，無需電源 (U1)
• 電流范圍測(cè)量取決于使用的電流傳感器和內(nèi)部PGA的配置
• 電流傳感器輸入通道安裝有3.24Ω負(fù)擔(dān)電阻器，用于電流互感器 (CT)
• 與CT、分流或Rogowski線圈傳感器兼容
• 電池供電實(shí)時(shí)時(shí)鐘和電源監(jiān)控器
• 64Mbit四通道IO SPI閃存，用于儀表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和固件更新
  用戶界面
• 通過USB橋接器隔離式的UART接口
• 光端口接口，符合AMR用ANSI C12.20協(xié)議
• 通過光端口和/或隔離接口隔離訪問計(jì)量脈沖（Wh、VARh、A2h）

板描述

框圖

基于PIC32CXMTC-DB演示板的智能電表系統(tǒng)技術(shù)解析?

一、硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)

1. ?雙核處理器系統(tǒng)?
   • 采用PIC32CX2051MTC128 SoC，集成雙Arm Cortex-M4F內(nèi)核（主頻200MHz應(yīng)用核+240MHz計(jì)量核）
   • 典型應(yīng)用場(chǎng)景：應(yīng)用核運(yùn)行用戶程序，計(jì)量核專用于高精度電能計(jì)量算法
   • 內(nèi)存配置：2MB Flash + 512KB SRAM（應(yīng)用核），48KB SRAM（計(jì)量核）
2. ?模擬前端設(shè)計(jì)?
   • 多通道采集：ATSENSE-301 AFE支持3電壓+4電流通道同步采樣
   • 傳感器兼容性：
     • 電壓測(cè)量：90-264V AC（可擴(kuò)展至291V AC）
     • 電流測(cè)量：支持CT/羅氏線圈/分流電阻（默認(rèn)配置3.24Ω負(fù)載電阻）
   • 關(guān)鍵參數(shù)：102dB動(dòng)態(tài)范圍，0.2級(jí)精度（符合IEC 62053-22標(biāo)準(zhǔn)）
3. ?電源管理系統(tǒng)?
   • 雙供電模式：
     • AC輸入：通過Flyback模塊轉(zhuǎn)換為12V DC
     • DC輸入：12V/1.5A外部電源
   • 二級(jí)轉(zhuǎn)換：
     • MCP16301 Buck轉(zhuǎn)換器輸出3.3V@600mA
     • AP3211 Buck轉(zhuǎn)換器輸出5V@1.5A

二、關(guān)鍵接口實(shí)現(xiàn)

1. ?計(jì)量脈沖輸出?
   • 三種輸出方式：
     • 光耦隔離脈沖（J17/J18）
     • 可見光/紅外LED指示（D24/LD2）
     • 非隔離測(cè)試點(diǎn)（TP50/TP55）
   • 支持能量（Wh）、無功（VARh）、電流平方（A2h）脈沖
2. ?通信接口?
   • 隔離式UART-USB橋接（MCP2200）
   • 擴(kuò)展接口：
     • Xplained PRO（支持PLC/RF模塊）
     • mikroBUS（兼容標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展板）
   • 調(diào)試接口：SWD/JTAG 10pin連接器
3. ?人機(jī)交互?
   • 定制段碼LCD：8COM×20SEG驅(qū)動(dòng)
   • 5按鍵設(shè)計(jì)：復(fù)位/喚醒/篡改檢測(cè)/滾動(dòng)控制

三、安全設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. ?高壓隔離措施?
   • 全封閉式外殼（UL 94 V-0級(jí)）
   • 光學(xué)隔離：USB/UART接口采用ACFL-6212光耦
   • 警告：非隔離區(qū)域禁止連接示波器等設(shè)備
2. ?電源監(jiān)控?
   • MIC842電壓監(jiān)控IC：11V欠壓閾值
   • 電池備份：CR2032維持RTC和備份寄存器
3. ?防篡改設(shè)計(jì)?
   • 專用Tamper引腳觸發(fā)事件
   • 溫度傳感器監(jiān)測(cè)環(huán)境異常

四、開發(fā)注意事項(xiàng)

1. ?高壓操作安全?
   • 必須由具備EN 62368-1資質(zhì)的專業(yè)人員操作
   • 上電時(shí)確保外殼閉合，禁止接觸非隔離區(qū)域
2. ?AFE配置建議?
   • 反混疊濾波器參數(shù)：
     • 電壓通道：4.42kΩ + 1.6nF（截止頻率22.5kHz）
     • 電流通道：3kΩ + 3.3nF（截止頻率16kHz）
3. ?固件升級(jí)?
   • 通過64Mbit QSPI Flash（SST26VF064B）存儲(chǔ)升級(jí)包
   • 使用J19擦除引腳實(shí)現(xiàn)全片擦除功能