【正文】 ?運(yùn) 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(guò)零檢測(cè)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(jì)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(hào)調(diào)理電路 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 15 抗混疊濾波 測(cè)量裝置在進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換之前 ,需要對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)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(hào)的頻譜混疊。為了使系統(tǒng)具有無(wú)線通信功能 ,在設(shè)計(jì)中采用 CC2530 芯片 ,可以及時(shí)把現(xiàn)場(chǎng)采集的電能相關(guān)參數(shù)通過(guò) ZIGBEE 協(xié)議以無(wú)線通信的形式傳送到上位機(jī)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電能實(shí)時(shí)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(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的 75 m，到擴(kuò)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(jì) ,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(jì)說(shuō)明書（論文） 11 性能的 DSP 指令周期可以達(dá)到 5ns。于是在 DSP 芯片中設(shè)計(jì)了硬件乘法器 ,并且運(yùn)算所需時(shí)間最短 ,僅為一個(gè) 機(jī)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(yùn)算時(shí)在傳輸通道上會(huì)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(guó)模擬器件公司 (AD)、朗訊 (ATamp。 額定電壓 額定電壓實(shí)際電壓電壓偏差 ?100％ 式中實(shí)際電壓為實(shí)際測(cè)量電壓 ,額定電壓為系統(tǒng)標(biāo)稱電壓。該方法概念清晰，易于實(shí)現(xiàn) ,其公式如下 : 數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)相應(yīng)過(guò)零點(diǎn)數(shù)內(nèi)的 過(guò)零點(diǎn)數(shù)采樣頻率被測(cè)信號(hào)頻率 AD2 ? ?? 對(duì)它的改進(jìn)主要是提高實(shí)時(shí)性和測(cè)量精度。將電壓序列 u(t)分 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)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(jì)算 系統(tǒng)基本測(cè)量的參數(shù)主要包括：電流有效值、電壓有效值、有功功率、無(wú)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(gè)數(shù)據(jù)，上式即為同步采樣的理論基礎(chǔ)，而實(shí)際應(yīng)用中由于電網(wǎng)周期的波動(dòng)，使得當(dāng)以固定采樣頻率對(duì)電網(wǎng)信 號(hào)采樣時(shí)， N 個(gè)采樣點(diǎn)不一定均勻分布在一個(gè)周期上，這時(shí)采樣區(qū)間變成了?? ???Ttt 00, ，Δ是同步時(shí)間誤差，此時(shí)式 的計(jì)算結(jié)果與 f(t)實(shí)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(lái)說(shuō)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(jì)：本章主要對(duì)組成和實(shí)現(xiàn)功能的整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)模塊的劃分，組成模塊硬件設(shè)備的選型分析，然后對(duì)系統(tǒng)的功能模塊各部分實(shí)現(xiàn)功能和流程作詳細(xì)設(shè)計(jì) ,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(xì)設(shè)計(jì) ,為整個(gè)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(cè)裝置位于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的終端 ,其負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)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(cè)領(lǐng)域，數(shù)字式電子電力監(jiān)測(cè)儀表主要是以微處理器為核心，對(duì)轉(zhuǎn)化的電網(wǎng)參數(shù)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算分析，進(jìn)而達(dá)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(jī)械原理，采用指針式結(jié)構(gòu)對(duì)電力參數(shù)進(jìn)行測(cè)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(jì)說(shuō)明書（論文） III 第一章 緒論 .................................................................................................................... 1 ................................................................................................................... 1 電信號(hào)測(cè)量發(fā)展與需求分析 ................................................................................. 2 發(fā)展歷程 ................................................................................................. 2 .................................................................................................. 3 本課題的設(shè)計(jì)目標(biāo)，要點(diǎn) ..................................................................................... 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(jì)技術(shù)基礎(chǔ)概述 ........................................................................................ 5 測(cè)量與計(jì)量的技術(shù)要求 ........................................................................................ 5 .................................................................................................. 5 ....................................................................................... 6 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù) ............................................................................................... 9 DSP發(fā)展概述 ........................................................................................... 9 DSP芯片特點(diǎn)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(jì) ................................................................................................. 13 系統(tǒng)硬件總體方案 ............................................................................................ 13 信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì) ............................................................................................. 13 抗混疊濾波 ....................................................................................................... 15 過(guò)零檢測(cè)電路 .................................................................................................... 16 倍頻鎖相電路 ................................................................................................... 16 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì) ............................................................................................. 17 數(shù)字信號(hào)處理模塊設(shè)計(jì) ...................................................................................... 19 芯片特點(diǎn) ............................................................................................... 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(jì) ............................................................................................... 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) ..........................