根据电能表的功能和误差精度的需求，选用ST公司STM32增强型系列STM32F103xx，该芯片的最高工作频率为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。
STM32单相电表方案主要涉及使用意法半导体公司(STMicroelectronics)生产的STM32微控制器系列中的增强型系列STM32F103xx，以及相关的硬件组件和软件技术来实现电能计量。以下将详细阐述方案中涉及的关键知识点。
STM32F103xx系列微控制器是基于ARM公司的Cortex-M3内核设计的，具有72MHz的最高工作频率，满足了电能表对快速数据处理的需求。Cortex-M3内核是ARMv7架构的一部分，专门针对嵌入式应用领域的功耗和价格敏感需求进行了优化，同时提供了高性能处理能力。它拥有高效的三级流水线架构，以及Thumb-2指令集，实现了代码密度的提升和32位乘法与硬件除法的快速执行。
在电能表设计中，除了快速数据处理以外，系统非线性失真的修正和补偿也是至关重要的。这意味着在软件层面，需要对采集到的数据进行算法优化，以确保电能计量的准确性。
电能表的系统结构通常包括电源管理、基准参、实时时钟(RTC)、存储器、LCD显示和通信电路等模块。具体到采样滤波网络和AD变换，电能表通过互感器采集电力信号，并利用AD73360这类的模拟前端处理器将信号转换为数字信号，然后传输到STM32微控制器进行处理。AD73360是一款6通道同步采样的Σ-Δ ADC器件，内置电压基准和可编程增益放大器(PGA)，适合于三相电流电压信号的同步采样，并且能够通过调整PGA来保证微弱信号的计量精度。
在采样电路和滤波网络的设计中，需要考虑到被采样信号的高电压和大电流特性，因此必须进行高保真的信号转换。通常，通过相电流信号经CT变换和相电压通过高精度电阻网络分压，保证信号幅度在ADC的动态范围内。
软件设计方面，STM32F103xx系列微控制器采用标准C语言进行编程，结合硬件特性，如Cortex-M3内核的中断控制器NVIC和总线矩阵，以及DMA操作支持，可以实现高效率和低功耗的电能表系统设计。此外，STM32F103xx还配备了丰富的外设资源，例如多种串行通信接口如IIC、SPI、USART、CAN、USB等，12位的ADC和DAC模块，以及支持外部存储器访问的FSMC。
在应用方面，电能表的方案不仅要考虑硬件设备的准确性和稳定性，还要考虑软件的灵活性和可扩展性。基于STM32的电能表方案能够支持对不同功能模块的定制化开发，以适应不同地区或不同客户的需求。同时，随着智能电网技术的发展，电能表未来可能需要集成更多通信功能，如远程通信和配网自动化，STM32平台的扩展能力可以满足这些需求。
总体而言，STM32单相电表方案通过结合高性能的微控制器和先进的硬件组件，以及精准的软件算法，能够实现高精度、高稳定性的电能计量解决方案。方案的技术路线不仅考虑到了成本和性能的平衡，还预留了未来技术升级和功能拓展的空间，为电能表生产企业提供了灵活的设计选择。
