【正文】 ?運 算 放 大 器R ?5 . 1 KR ?5 . 1 KR ?2 0 MR ?1 0 0 KR ?1 0 0 K R ?5 . 1 KR ?1 0 K3 . 3 VG N DG N DD ?二 極 管G N D 圖 過零檢測電路 倍頻鎖相電路 鎖相環(huán)電路主要由相位比較器 PC、低通濾波器 LPF、壓控振蕩器 VCO3 部分組成。 為了保證 50 次以內(nèi)的諧波分量不被濾掉，通帶幅值平坦范圍為 02500Hz設(shè)計中取一定的余量，取通帶邊界頻率為 kHzc 3f ? 。 23184A23184A23184A+12V12VD1D2C2R5AD CIN+R4R3+R2R7+12V12VR1C1IinIoutR6T?Trans 圖 電流信號調(diào)理電路 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 15 抗混疊濾波 測量裝置在進行數(shù)模轉(zhuǎn)換之前 ,需要對模擬信號進行抗混疊濾波 ,濾除高于二分之一采樣頻率的諧波成分 ,防止采樣信號的頻譜混疊。為了使系統(tǒng)具有無線通信功能 ,在設(shè)計中采用 CC2530 芯片 ,可以及時把現(xiàn)場采集的電能相關(guān)參數(shù)通過 ZIGBEE 協(xié)議以無線通信的形式傳送到上位機從而實現(xiàn)對電能實時監(jiān)控和管理。 數(shù)據(jù)傳輸速率低 :只有 10^250 KB/s,專注于低傳輸應(yīng)用。另外， ZigBee 可以采集和傳輸數(shù)字量和模擬量。每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的距離可以從標準的 75 m，到擴展后的幾百米，甚至幾公里。哈佛結(jié)構(gòu)、流水線操作、專用的硬件乘法器、 特殊的DSP指令 ,再加上集成電路的優(yōu)化設(shè)計 ,可使 DSP的指令周期在 50ns以下 ,現(xiàn)在高 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 11 性能的 DSP 指令周期可以達到 5ns。于是在 DSP 芯片中設(shè)計了硬件乘法器 ,并且運算所需時間最短 ,僅為一個 機器周期。諾依曼結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)總線和指令總線是公用的 ,因而在高速運算時在傳輸通道上會出現(xiàn)瓶頸現(xiàn)象。生產(chǎn) DSP 器件的公司數(shù)量增多并且規(guī)模不斷壯大 ,DSP 廠家除 TI 公司外 ,還有美國模擬器件公司 (AD)、朗訊 (ATamp。 額定電壓 額定電壓實際電壓電壓偏差 ?100％ 式中實際電壓為實際測量電壓 ,額定電壓為系統(tǒng)標稱電壓。該方法概念清晰，易于實現(xiàn) ,其公式如下 : 數(shù)據(jù)點數(shù)相應(yīng)過零點數(shù)內(nèi)的 過零點數(shù)采樣頻率被測信號頻率 AD2 ? ?? 對它的改進主要是提高實時性和測量精度。將電壓序列 u(t)分 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 7 解為基波和各次諧波分量的形式可以得到： ????TknTknk w t d ttuTk w t d ttuTb00。 基本電參數(shù)計算 系統(tǒng)基本測量的參數(shù)主要包括：電流有效值、電壓有效值、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)。若將寬為 ?? Ttt 00 ?， 的 區(qū)間上等間隔分為 N 段，均勻采樣得 N 個數(shù)據(jù)，上式即為同步采樣的理論基礎(chǔ)，而實際應(yīng)用中由于電網(wǎng)周期的波動，使得當以固定采樣頻率對電網(wǎng)信 號采樣時， N 個采樣點不一定均勻分布在一個周期上，這時采樣區(qū)間變成了?? ???Ttt 00, ，Δ是同步時間誤差，此時式 的計算結(jié)果與 f(t)實際的平均值之間存在一定的偏差，為了消除這種誤差，一般來說有硬件和軟件兩方面的修正方法。 第三章系統(tǒng)的硬件設(shè)計：本章主要對組成和實現(xiàn)功能的整個系統(tǒng)的各個模塊的劃分，組成模塊硬件設(shè)備的選型分析，然后對系統(tǒng)的功能模塊各部分實現(xiàn)功能和流程作詳細設(shè)計 ,尤其是各部分的同步和協(xié)調(diào)；最后基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)輸入與處理，通信功能模塊部分作了詳細設(shè)計 ,為整個系統(tǒng)的調(diào)試與功能完成奠定了基礎(chǔ)。 電能質(zhì)量監(jiān)測裝置位于監(jiān)測系統(tǒng)的終端 ,其負責現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和處理 ,并將處理結(jié)果上傳到監(jiān)控中心。 第三階段是數(shù)字采用技術(shù)廣泛應(yīng)用于電力參數(shù)監(jiān)測領(lǐng)域，數(shù)字式電子電力監(jiān)測儀表主要是以微處理器為核心，對轉(zhuǎn)化的電網(wǎng)參數(shù)數(shù)字信號進行運算分析，進而達到獲取各重要參數(shù)的目的。它們通常利用電磁感應(yīng)和機械原理，采用指針式結(jié)構(gòu)對電力參數(shù)進行測量。s TMS320F28335, analogdigital conversion chip AD7656, Zigbee wireless munication chip CC2530. The system has a high sampling frequency, synchronous realtime processing speed, high integration, low cost and so on, in addition to means of munication used in recent years the rapid development of ZigBee is a specialty. KEYWORDS:TMS320F28335， AD7656， CC2530,ZIGBEE 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） III 第一章 緒論 .................................................................................................................... 1 ................................................................................................................... 1 電信號測量發(fā)展與需求分析 ................................................................................. 2 發(fā)展歷程 ................................................................................................. 2 .................................................................................................. 3 本課題的設(shè)計目標，要點 ..................................................................................... 3 .................................................................................................. 3 .............................................................................................. 3 本文的主要內(nèi)容和章節(jié)安排 ................................................................................. 4 第二章 系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)基礎(chǔ)概述 ........................................................................................ 5 測量與計量的技術(shù)要求 ........................................................................................ 5 .................................................................................................. 5 ....................................................................................... 6 數(shù)字信號處理技術(shù) ............................................................................................... 9 DSP發(fā)展概述 ........................................................................................... 9 DSP芯片特點及基本結(jié)構(gòu) ....................................................................... 10 Zigbee技術(shù) ........................................................................................11 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 ................................................................................................. 13 系統(tǒng)硬件總體方案 ............................................................................................ 13 信號調(diào)理電路設(shè)計 ............................................................................................. 13 抗混疊濾波 ....................................................................................................... 15 過零檢測電路 .................................................................................................... 16 倍頻鎖相電路 ................................................................................................... 16 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計 ............................................................................................. 17 數(shù)字信號處理模塊設(shè)計 ...................................................................................... 19 芯片特點 ............................................................................................... 19 DSP的軟硬件資源 .................................................................................. 20 DSP最小系統(tǒng) ......................................................................................... 21 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ............................................................................................... 25 DSP 軟件及主程序 ............................................................................................. 25 AD7656 中斷子程序 .......................................................................................... 27 通信模塊程序 ................................................................................................... 27 第五章 分析與小結(jié) ..........................