ESP8266+电能计量芯片

ESP8266+BL0937电能计量芯片

1. BL0937计量芯片的介绍

BL0937的应用电路图
BL0937的外围电路图

2. ESP8266与BL0937芯片的引脚连接

ESP引脚	BL0937引脚
GPIO3	SEL
GPIO4	CF
GPIO5	CF1

3. 程序设计思路

采用系统时间实现单周期测量
假设GPIO外部中断类型为下降沿触发，设下降沿数量为num=0，则测量逻辑如下所示：

下降沿个数	周期数
1	0
2	1

故在第一个下降沿到来和第二个下降沿到来时获取系统时间，此为单周期时间，然后清零重新计数。多个外部中断时需要注意不同外部中断的下降沿时间间隔，防止持续进入某个外部中断。
2. 采用定时器实现平均测量
定时器测量时需要注意应该采用硬件定时器，时钟源为NMI时钟源，此时钟源优先级高于外部中断，可保证定时的准确性。
4. 需要注意的问题
打开中断之后，下降沿可能不会立即触发中断，一种是加延时，具体时间要根据负载而定;一种方法是执行while循环，判断计时时间是否到达。总的来说，整个过程对于周期的测量并不准确，误差在2以内。
5. 功率电能完整代码

/** Time_PW.c**  Created on: 2019年9月4日*      Author: 49403*/#include "user_main.h"#include "osapi.h"
#include "os_type.h"
#include "driver/uart.h"
#include "user_interface.h"
#include "spi_flash.h"
#include "espconn.h"
#include "user_config.h"
#include "hal_key.h"
#include "tosee_common.h"
#include "tosee_led.h"
#include "config.h"
#include "power.h"
#include "test.h"
#include "ets_sys.h"
#include "ip_addr.h"
#include "mem.h"
#include "user_main.h"
#include "hw_timer.h"int num1;  //功率脉冲
int num2;  //电能脉冲
float Fcf;   //功率
float P;  //W,kWH
float W;//定义电压电流转换系数
int Kp = 15;
int Kw = 10;
int flag=0;
int flag1=0;void ICACHE_FLASH_ATTR bl_interrupt()
{unsigned int gpio_status = 0;gpio_status = GPIO_REG_READ(GPIO_STATUS_ADDRESS); //获取中断状态ETS_GPIO_INTR_DISABLE();  //关中断//GPIO_REG_WRITE(GPIO_STATUS_W1TC_ADDRESS, gpio_status); //清中断标志位if(gpio_status & BIT(4)){num1=num1+1;  //PW 脉冲个数num2=num2+1;}GPIO_REG_WRITE(GPIO_STATUS_W1TC_ADDRESS, gpio_status);if(flag==0){ETS_GPIO_INTR_ENABLE();}else{ETS_GPIO_INTR_DISABLE();}
}
void ICACHE_FLASH_ATTR PW_handler()
{if (Fcf < 6780){P = Fcf * Kp;  //WW = num2 * Kw;  //kWhflag1=1;}else {P = 0;   //P=0标志过流W = num2 * Kw;  //kWhflag1=1;}
}
void hw_test_timer_cb(void)
{flag=1;
}
void ICACHE_FLASH_ATTR hz_handler()
{Fcf=num1/5.0; //Hz
}
void ICACHE_FLASH_ATTR pw_init()
{PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_GPIO4_U, FUNC_GPIO4);GPIO_DIS_OUTPUT(4);//GPIO4和GPIO5使能上拉PIN_PULLUP_EN(PERIPHS_IO_MUX_GPIO4_U);//GPIO4中断配置ETS_GPIO_INTR_DISABLE();ETS_GPIO_INTR_ATTACH(&bl_interrupt, NULL);gpio_pin_intr_state_set(GPIO_ID_PIN(4), GPIO_PIN_INTR_NEGEDGE);//硬件定时器hw_timer_init(1,0);hw_timer_set_func(hw_test_timer_cb);hw_timer_arm(2000000);  //us,2sETS_GPIO_INTR_ENABLE();  //开中断while(1){if(flag==1){ETS_GPIO_INTR_DISABLE();hz_handler();PW_handler();os_printf("P=%d,W=%d,num1=%d,num2=%d------\n",P,W,num1,num2);if(flag1==1){num1=0;}
}
}
}

7.电压电流测量完整代码

/** Time_UI.c**  Created on: 2019年9月4日*      Author: 49403*/#include "ets_sys.h"
#include "osapi.h"
#include "ip_addr.h"
#include "espconn.h"
#include "mem.h"
#include "user_interface.h"
#include "smartconfig.h"
#include "airkiss.h"
#include "driver/uart.h"
#include "hw_timer.h"int num0 = 0;  //电流电压脉冲
float Fcf1 = 0;  //电流电压Hz
int U=0;
int I=0;   //V,mA//定义电压电流转换系数
int Ku = 220;
float Ki = 0.18;
int flag=0;
int flag1=0;/** 脉冲中断计数函数*/
void ICACHE_FLASH_ATTR bl_interrupt()
{unsigned int gpio_status = 0;gpio_status = GPIO_REG_READ(GPIO_STATUS_ADDRESS); //获取中断状态ETS_GPIO_INTR_DISABLE();  //关中断//GPIO_REG_WRITE(GPIO_STATUS_W1TC_ADDRESS, gpio_status); //清中断标志位if(gpio_status & BIT(5)){num0 = num0 + 1;}GPIO_REG_WRITE(GPIO_STATUS_W1TC_ADDRESS, gpio_status);if(flag==0){ETS_GPIO_INTR_ENABLE();}else{ETS_GPIO_INTR_DISABLE();}
}
void ICACHE_FLASH_ATTR bl_select()
{if(GPIO_ID_PIN(3)==0){I = Fcf1 * Ki;  //mAGPIO_OUTPUT_SET(GPIO_ID_PIN(3), 1);}else{GPIO_OUTPUT_SET(GPIO_ID_PIN(3), 0);U = Fcf1 * Ku;  //mA}flag1=1;
}
void hw_test_timer_cb(void)
{flag=1;
}
void ICACHE_FLASH_ATTR hz_handler()
{Fcf1=num0/1.0; //Hz
}
void ICACHE_FLASH_ATTR Time_UI_init()
{PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_U0RXD_U, FUNC_GPIO3);PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_GPIO5_U, FUNC_GPIO5);GPIO_DIS_OUTPUT(5);GPIO_OUTPUT_SET(GPIO_ID_PIN(3), 0);  //GPIO3=0//GPIO4和GPIO5使能上拉PIN_PULLUP_EN(PERIPHS_IO_MUX_GPIO5_U);//GPIO5中断配置ETS_GPIO_INTR_DISABLE();ETS_GPIO_INTR_ATTACH(&bl_interrupt, NULL);gpio_pin_intr_state_set(GPIO_ID_PIN(5), GPIO_PIN_INTR_NEGEDGE);//硬件定时器hw_timer_init(1,0);hw_timer_set_func(hw_test_timer_cb);hw_timer_arm(2000000);  //us,2sETS_GPIO_INTR_ENABLE();  //开中断while(1){if(flag==1){ETS_GPIO_INTR_DISABLE();hz_handler();bl_select();if(flag1==1){num0=0;}}
}
}

8. 需要解决的问题

计算问题
ESP8266的基础计算没有了解过，但是在整个程序中发现计算有误。（1）中断执行函数中{num1=num1+1; num2=num2+1;}，这两句程序只会执行第一个，不明白什么原因;（2）主程序中最后判断是否对num1清零。这条程序会先于hz_handler()和PW_handler()函数执行。虽然执行条件未达到。这个也不明白;（3）貌似ESP8266会优先执行赋值语句;同一个函数下两条计算语句会只执行第一条。
参数类型问题
默认P=x.x(W)，W=x.xx(kWh)。那么设置计算函数的时候要注意各个参数的类型。

float P,W;
int num1,num2;
float Fcf,Kp,Kw;
Fcf=num1/2.0;
P=Kp*Fcf;
W=num2*Kw;

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