RN8302b调试笔记
艰难调试完毕，吐槽的话就不说了，只有个手册，官方应用笔记还不给，想想太窝火
无奈才某处花钱买了个官方应用笔记。。。。。
忽然发现，现在啥都要钱了，希望博客园的分享可以坚持下去!
1. 通讯接口
别的不说了，既然PCB都做了，那就一个坑一个坑的来吧，这里不再赘述SPI的的接口以及通讯协议问题，这部分还都是靠谱的，按要求做就可以了。只要你读到IC的ID=0x830200，那就说明通讯接口调试完毕！
这里需要注意的是：RSTN引脚，必须处理！否则你会发现意想不到的惊喜！
通讯完成之后，我们可以读取寄存器了，这里强调一点，寄存器地址是分区的，通用的数据寄存器是BANK0，一些配置寄存器在BANK1，所以我们定义寄存器地址的时候，要有所区别。我习惯把他定义成十六位的，在写寄存器的函数里面，在处理一下，代码如下。
至于SPI的读写操作函数，不同的MCU不尽相同，不过大致都差不多，这里不再赘述了。
1 static uint32_t 2 bsp_rn8302_read_register(uint16_t Addr, uint8_t Length) 3 { 4 uint32_t Value = 0; 5 uint8_t checksum = 0; 6 uint8_t ucTemp; 7 8 if (Length > 4) { 9 Value = 0; 10 } else { 11 BSP_SPI_RN8302B_CS(0); 12 // AD[7:0] 13 bsp_spi_write_read((uint8_t)(Addr)); 14 checksum += (uint8_t)(Addr); 15 // CMD[R/W-AD[10:8] BL[1:0] 00] 16 uint8_t cmd = (uint8_t)(((Addr>>8u)&0x07) << 4); 17 bsp_spi_write_read(cmd); 18 checksum += cmd; 19 // Read 20 for (uint8_t i=0u; i<Length; i++) { 21 ucTemp = bsp_spi_write_read(BSP_SPI_DUMMY_BYTE); 22 Value |= (uint32_t)ucTemp << (8*(Length-1u-i)); 23 checksum += ucTemp; 24 } 25 // checksum 26 ucTemp = bsp_spi_write_read(BSP_SPI_DUMMY_BYTE); 27 if ((checksum|ucTemp) != 0xFF) { 28 Value = 0; 29 print("RN8302N<%s>: response checksum error ", __FUNCTION__); 30 } 31 BSP_SPI_RN8302B_CS(1); 32 } 33 return Value; 34 }
1 static void 2 bsp_rn8302_write_register(uint16_t Addr, uint8_t Length, uint32_t Value) 3 { 4 uint8_t checksum = 0; 5 uint8_t ucTemp; 6 if (Length > 4) { 7 return; 8 } 9 10 BSP_SPI_RN8302B_CS(0); 11 // AD[7:0] 12 bsp_spi_write_read((uint8_t)(Addr)); 13 checksum += (uint8_t)(Addr); 14 // CMD[R/W-AD[10:8] BL[1:0] 00] 15 uint8_t cmd = (uint8_t)((((Addr>>8u)&0x07) << 4) | 0x80); 16 bsp_spi_write_read(cmd); 17 checksum += cmd; 18 // DAT 19 for (uint8_t i=0u; i<Length; i++) { 20 ucTemp = (uint8_t)(Value >> (8u*(Length-1u-i))); 21 bsp_spi_write_read(ucTemp); 22 checksum += ucTemp; 23 } 24 // CHECKSUM 25 bsp_spi_write_read(~checksum); 26 27 BSP_SPI_RN8302B_CS(1); 28 }
2. 电压、电流的转换
可以读到寄存器的数值之后，我们要做的就是数据的处理，比如你读到了UA UB UC，你得转化为输入信号值啊，这个怎么转呢？也很头疼，因为手册他就没咋说！
其实我们要先根据电路计算出电流、电压的转换系数，之后用码值来计算即可。先看一下基本的电压的输入电路：
如图，Un是我们输入的电压（比如：220V），Uv是ADC测量通道的输入值，根据已知电路，我们可以确定的是：
Uv = Un / 220K * (49.9*2)，即：Un/Uv = 220000/99.8
电流的计算方式类似，电流的输入电路：
如图，Ib是我们输入的测量电流（比如：2A），Ui是ADC测量通道（电流通道）的输入值，我们同样可以确定：
Ui = Ib / 2000 * (49.9*2)，即：Ib/Ui = 2000/99.8
根据官方应用笔记的描述，我们先计算电压转换系数Kv:
Kv = Un / (Uv / 0.8 * 227)
将上式转换：
Kv = Un/Uv * 0.8/227
注：227是RMS寄存器的满码值，Un/Uv=220000/99.8是电路参数，使用时需要针对实际电路修改！
带入当前电路参数计算：Kv= 220000/99.8 * 0.8 / 227= 1.31393E-05
继续计算电流转换系数：
Ki = Ib / (Ui / 0.8 * 227)
将上式转换：
Ki = Ib/Ui * 0.8/227
注：227是RMS寄存器的满码值，Ib/Ui=2000/99.8是电路参数，使用时需要针对实际电路修改！
带入当前电路参数计算：Ki = 2000/99.8 * 0.8 / 227= 1.19448E-07
有了转换系数Kv、Ki，我们就可以计算出测量电流的实际值了，不过说实话，常温下读取的精度还是不错的。
3. 功率的转换
RN8302可以直接读取有功、无功、视在功率，三者的关系这里不再赘述，读取功率之前，我们先确认一下功率因数是否正常，功率因数的计算公式，手册中有明确给出，所以不是很麻烦。这里需要注意的是，采样通道的相位校准寄存器的默认值是: 0x80！有时候由于代码的移植问题，我们习惯性把该值设为0，这样会导致功率因数出错，此处需要注意！
功率的转换中，我们使用一个电表常数EC，通过他来计算HFConst，该值要写到HFCONST1、HFCONST2寄存器中。官方给的HFConst的计算公式：
HFConst = (Uv/0.8) * (Ui/0.8) * 3.6*106 * Fosc / (32*EC*Un*Ib)
转换一下：
HFConst = [3.6*106 * Fosc / (0.8*0.8*32)] * (Uv/Un) * (Ui/Ib) * (1/EC)
此处暂时不计算该值，仅保留公式。
下面转入正题，开始计算功率转换系数Kp，同样根据官方的公式：
Kp = 3.6*106 * Fosc / (231 * 32 * HFConst * EC)
把HFConst带入，我们得到一个和EC无关的计算公式：
Kp = 3.6*106*Fosc/(231*32)*1/{[3.6*106*Fosc/(0.8*0.8*32)] * (Uv/Un) * (Ui/Ib) }
简化公式：
Kp = (0.8 * 0.8 / 231) * Un/Uv * Ib/Ui
其中: 231为功率寄存器的满码值，Un/Uv=220000/99.8、Ib/Ui=2000/99.8是电路参数。
带入当前电路的参数：
Kp = 0.8 * 0.8 / 231 * (220000/99.8) * (2000/99.8) = 1.31656E-05
这样我们就得到了Kp的转换系数，功率寄存器的更新周期是250ms。
4. 电能的计算
在第3部分，我们提到了电表常数EC，以及通过电表常数计算的HFConst，用以设置HFCONST1、HFCONST2寄存器，不过我们之前的计算都和这个无关。在计算电能的时候，我们就要用到这个参数了。
HFConst = [3.6*106 * Fosc / (0.8*0.8*32)] * (Uv/Un) * (Ui/Ib) * (1/EC)
关于电能的计算，手册有说明，这里不再赘述。说明的是，我们要给定一个EC(比如：3200)，以此来计算出HFConst的值，这里的EC选取要注意大小，太小了可能会导致HFConst的计算值超限，因为HFCONST寄存器是16bits的。
RN8302可以方便的读取各项电能累计，常用的比如：
- 合相有功电能累计、合相正向有功电能累计、合相反向有功电能累计
- 合相无功电能累计、合相正向无功电能累计、合相反向无功电能累计
- RMS合相视在电能累计
有个上述寄存器的数值，除以EC值，就是我们要读取的电表度数了。
5. 电参的校准
RN8302的校准相对比较简单，在其数据手册和应用笔记上都给出了计算方法，利用功率校表，总结起来就是：
- 设定标准源输入的电压、电流，PF=1.0
- 根据输入值校准各相电压、电流的增益
- 校准有功功率增益（无功、视在增益等于有功增益）
- 设定PF0.5
- 根据有功功率的误差，校正功率相位。
设定标准源输入为Ui、Ii，寄存器读到的码值Ux_REG、Ix_REG:
各相电压增益的计算如下，GSUx（x=A、B、C）：
GSUx = Ui / (Ux_REG * Kv) – 1
- 如果GSUx≥0， GSUx = GSUx * 215
- 如果GSUx<0， GSUx = GSUx * 215 + 216
各相电流增益的计算如下，GSIx（x=A、B、C）：
- GSIx = Ii / (Ix_REG * Ki) – 1
- 如果GSIx≥0， GSIx = GSIx * 215
- 如果GSIx<0， GSIx = GSIx * 215 + 216
各相功率增益的计算如下，GPx（x=A、B、C）：
ErrP = (Px_REG * Kp) / (Ui * Ii * 1.0) – 1
GPx = ErrP / (1 + ErrP) * (-1)
- 如果GPx≥0， GPx = GPx * 215
- 如果GPx<0， GPx = GPx * 215 + 216
设定PF=0.5，各相功率相位，Px_PHSL（x=A、B、C）：
ErrP = (Px_REG * Kp) / (Ui * Ii * 0.5) – 1
Px_PHSL = ErrP / √3 * (-1)
- 如果Px_PHSL≥0，Px_PHSL = Px_PHSL * 215
- 如果Px_PHSL<0， Px_PHSL = Px_PHSL * 215 + 216
后记：
简单测了一下 ，电能计量和基本测量都不错，价格也便宜，还是值得使用的。
有需要官方应用笔记的可以留下邮箱，我看到的话会发给您。