关于CORTEX-M3与STM32
2005年ARM公司发布其最新一代ARM v7内核，命名为Cortex，同ARM7/9/10/11相比在架构上有了革命性突破，性能上更是本质的飞越，Cortex系列包含三个系列，-A/-R/-M。Cortex-M3特别针对功耗和价格敏感的嵌入应用领域，同时具备高性能，它采用高效的哈佛结构三级流水线，达到1.25DMIPS/MHz，在功耗上更是达到0.06mW/MHz。Cortex-M3使用Thumb-2指令集，自动16/32位混合排列，具有很高的代码密度。单周期的32位乘法以及硬件除法器，保证Cortex-M3的运算能力有大幅提高，在一些对计算能力要求相对较低而嵌入式要求相对较高的场合，STM32就具有取代传统DSP的潜力甚至优势。Cortex-M3包含嵌套向量中断控制器NVIC，中断响应速度最快仅6周期，内部集成总线矩阵，支持DMA操作及位映射。
STM32是ST公司在业界最先推出的基于ARM Cortex-M3内核产品，继承了Cortex-M3内核的优良血统，同时增加了ST高性能的外设资源，FLASH、SRAM存储器，丰富的串行通信接口，如IIC、SPI、USART、CAN、USB等，以及12位的ADC和DAC模块，支持外部存储器访问的灵活的静态存储器控制器FSMC。
二、基于STM32的电能表方案
根据电能表的功能和误差精度的需求，我们选用了ST公司STM32的增强型系列STM32F103xx，最高工作频率为72MHz。在程序设计上除了完成快速数据处理工作以外，还针对系统非线性失真进行了修正和补偿。
电能表系统组成框图如图1所示：
（一）采集数据处理与计算
在实际应用中，电力信号通过互感器采集到电能表中，通过一个6通道16位模拟前端处理器(AD73360)进行A/D转换，转换成数字信号并传输到STM32中。AD73360是6通道同步采样的Σ-ΔADC器件，它内置了基本型电压基准及通道内置独立的PGA（可编程增益放大器），非常适合三相电流电压信号的同步采样，在小信号的时候，通过调整通道PGA可以获得合适的动态范围从而保证微弱信号的计量精度。电能表数据采集框图示于图2。
电压电流输入信号首先需要RC滤波网络滤波和数据采样，然后进行A/D转换。AD73360有独立的时钟源，可配置为自动数据采集与发送模式，通过SPI总线不断的将数据传向STM32。STM32内的Cortex-M3内核对输入的数字信号进行处理，完成数字滤波，过零点检测，得到基本的电流电压数据，经过时间积分计算和转换得到相应的电能计量。 |
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