STMicroelectronics X-NUCLEO-PM33A1擴展板是一款搭載STPM33計量芯片的擴展板，能夠對交流和直流電源進行測量，精度高達0.1%。STM32 Nucleo開發板或外部電源 (3.3V) 可對其供電。利用板載分流器實現電流測量功能。該連接器可通過CT測量電流大小。

數據手冊：*附件：STMicroelectronics 基于STPM33的X-NUCLEO-PM33A1擴展板數據手冊.pdf

STMicroelectronics推出的X-NUCLEO-PM33A1擴展板能夠輕松接入任何STM32 Nucleo開發板，并且兼容Arduino^?^ UNO R3連接器引腳配置。用戶可以疊加其他擴展板，用以評估適用于計量的多種器件。

特性

• 基于STPM33的計量擴展板
• 用于電能計量的專用IC，精度為0.1%
• 能夠對交流和直流電源進行測量
• 兼容 STM32 Nucleo 板
• 配有Arduino UNO R3連接器
• 外部供電或通過Arduino UNO R3連接器供電
• 用于STPM33的全面開發固件庫及示例（免費），與STM32Cube固件兼容
• 板載EEPROM，用于保存計量數據
• UART及SPI連接上的板載數字隔離器，使用戶能夠將STPM33器件與MCU隔離開來，從而對其進行測評
• 連接到STPM33的LED，用于查看直接來自器件的脈沖
• 用于外部CT連接的連接器
• 符合 RoHS 標準

功能框圖

?X-NUCLEO-PM33A1電能計量擴展板深度解析?

?1. 核心特性與設計架構?

• ?高精度計量?：基于STPM33專用計量芯片，支持AC/DC電源測量，精度達0.1%，符合IEC 62053-2x、EN 504070-x等國際標準。
• ?靈活擴展性?：通過Arduino? UNO R3接口與STM32 Nucleo開發板（如NUCLEO-L476RG）兼容，支持多板堆疊評估。
• ?隔離通信設計?：集成STISO620/621數字隔離器，確保UART/SPI信號與MCU電氣隔離，提升系統抗干擾能力。

?2. STPM33計量芯片關鍵技術?

• ?混合信號處理架構?：
  • ?模擬前端?：包含可編程增益放大器（PGA）和24位Σ-Δ ADC，支持Rogowski線圈、電流互感器或分流器傳感器。
  • ?數字處理單元?：內置硬連線DSP，實時計算電壓/電流RMS值、有功/無功功率及能量累計。
• ?校準與配置?：支持單點全動態范圍校準，簡化生產流程。

?3. 硬件設計要點?

• ?電流測量方案?：
  • 默認使用板上分流電阻（3mΩ），可選外接CT（電流互感器）接口。
  • 電壓檢測電路采用270kΩ分壓電阻與22nF濾波電容組合（見原理圖VIP1/VIN1路徑）。
• ?隔離電源設計?：
  • 3.3V_ISO隔離電源域為STPM33供電，通過47nF去耦電容降低噪聲。
  • SPI/UART隔離采用STISO620（雙向）和STISO621（單向）芯片，信號速率達100Mbps。

4.設計驗證與調試建議?

• ?信號完整性檢查?：
  • 使用示波器監測SPI時鐘（PA5）上升時間，確保符合STPM33的25MHz最大頻率限制。
  • 驗證隔離電源紋波（目標＜50mVpp）。
• ?校準流程?：
  1. 施加額定電壓/電流輸入；
  2. 通過PC終端工具讀取原始ADC值；
  3. 寫入校準系數至STPM33配置寄存器。