【文章內(nèi)容簡介】 main（void）{int i,。double f[256]。for（i=0。i=255。i++）。{f[i]=sin（2**i*1000/8000）+*sin（6**i*2500/8000）。printf（%1d,（long）（f[i]））。}{ 輸入信號(hào)波形圖（2） 濾波器系數(shù)h（n）的獲取設(shè)計(jì)一個(gè)FIR低通濾波器，其截止頻率fc= 1500Hz，抽樣頻率fs=8000Hz，階數(shù)N=17，選擇 Hamming窗。利用MATLAB軟件設(shè)計(jì)濾波器方法有很多，可以采用FDATool濾波器設(shè)計(jì)分析工具箱和 SPTool信號(hào)處理工具，還可以直接編程實(shí)現(xiàn)。在此采用編程實(shí)現(xiàn),代碼如下： h=fir1（16,1500/8000*2）；得到17個(gè)濾波器系數(shù)。理論上，上述輸入信號(hào)（頻率為1000Hz和2500Hz的正弦波合成的波形）經(jīng)過此低通濾波器濾波后的輸出信號(hào)應(yīng)該為頻率為1000Hz的正弦波。 輸出信號(hào)波形 保護(hù)裝置的采樣算法 采用傅氏變換算法導(dǎo)數(shù)式算法是針對(duì)理想正弦信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，由于故障時(shí)的電流、電壓波形畸變很大，此時(shí)不能把他們假設(shè)為單一頻率的正弦函數(shù)，而應(yīng)該假設(shè)它們是包含各種分量的周期函數(shù)，這時(shí)就要采用傅氏變換算法。傅氏變換算法來自于傅里葉級(jí)數(shù)，以電流為例，即一個(gè)周期性函數(shù)I（t）可用傅里葉級(jí)數(shù)展開為各次諧波的正弦項(xiàng)和余弦項(xiàng)之和，即： （）式（）中，n為自然數(shù)，n=0,1,2……表示諧波分量次數(shù)。于是電流中的基波分量可表示為： （）還可以表示為一般表達(dá)式： （）式（）中，為基波有效值；為t=0時(shí)基波分量初相角。將用和角公式展開，再與式（）比較，可以得到： （） （）從式（）和式（）可以看出，只要求出基波的正弦幅值和余弦幅值，就很容易救得基波的有效值和初相角。根據(jù)傅氏級(jí)數(shù)的逆變換原理可求的和： （） （）在用微機(jī)計(jì)算和時(shí)，通常都是采用有限離散方法算得，即將用各采樣點(diǎn)數(shù)值代入，通過梯形法就和來代替積分法?？紤]到時(shí)式（）和式（）可表示為 （） （）式中，N為一周采樣點(diǎn)數(shù)；為弟k次采樣值；、分別為k=0和N時(shí)的采樣值。當(dāng)N=12時(shí)采樣間隔一般用角度表示為。由于上述和是對(duì)一周波N個(gè)采樣點(diǎn)求和所以其數(shù)據(jù)窗為一周波，故稱其為全波傅氏算法。根據(jù)式（）和式（）基波的有效值和相角： （） （）傅氏變換算法可以計(jì)算周期性時(shí)間函數(shù)，還可算出初相位角，其積分運(yùn)算結(jié)果同樣具有數(shù)字濾波功能，運(yùn)算工作量也不大。 主程序設(shè)計(jì)。 主程序流程圖線路保護(hù)裝置的程序使用C語言編寫，按照不同的功能如顯示，A／D，外部中斷等，對(duì)程序進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)，方便了調(diào)試和修改。軟件設(shè)計(jì)分為整定測(cè)試部分和故障判斷處理2個(gè)部分。整定部分是對(duì)各種保護(hù)定值和時(shí)限按照規(guī)定的步長和范圍進(jìn)行整定。交流信號(hào)通過低通濾波器，進(jìn)入AD8364采樣，運(yùn)用傅氏變換算法對(duì)電流的幅值和初相位進(jìn)行計(jì)算得到有效值。使用CPU的外部中斷測(cè)量頻率和相位角差。故障判斷處理程序是根據(jù)測(cè)試部分得到的電流、頻率等參數(shù)，與存儲(chǔ)的整定數(shù)值進(jìn)行比較，按照各種故障的判據(jù)，進(jìn)行分析，如果符合某種故障的條件則馬上啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作如報(bào)警或跳閘等，并生成故障報(bào)告。 故障處理與A／D交流采樣程序設(shè)計(jì)故障判斷與處理程序是本保護(hù)裝置軟件程序的核心部分，故障判斷程序?qū)M(jìn)過算法處理的采樣數(shù)據(jù)，經(jīng)過保護(hù)算法判斷，當(dāng)符合故障判據(jù)，則故障處理程序?qū)?dòng)相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作，本裝置使用ADS8364作為采樣芯片。采樣中斷不能夠被其余中斷打斷，否則會(huì)引起采樣間隔出錯(cuò)，所以必須設(shè)置為最高優(yōu)先級(jí)中斷。本裝置采用每周波40點(diǎn)采樣，采樣中斷由計(jì)時(shí)器定時(shí)觸發(fā)，對(duì)測(cè)量電流和電壓進(jìn)行采樣，測(cè)量電流和電壓的采樣是由ADS8364完成的，ADS8364具有16bit精度。，采樣中斷可以分為5個(gè)部分：采樣、對(duì)采樣值調(diào)整、對(duì)采樣隊(duì)列的調(diào)整保護(hù)計(jì)算和啟動(dòng)計(jì)算。故障判斷流程圖為： . 故障判斷流程圖 液晶顯示程序設(shè)計(jì) MGLS12864的結(jié)構(gòu)和特性MGLS12864點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊的顯示屏是一塊12864點(diǎn)陣的液晶顯示屏，它以一片HD61203U作為64路行驅(qū)動(dòng)器，兩片HD61202U組成128點(diǎn)列的列驅(qū)動(dòng)器組。他能顯示ASCⅡ字符、漢字和各種曲線，可與單片機(jī)連接構(gòu)成功能強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單的人機(jī)界面，因此廣泛用于各種智能儀表和控制系統(tǒng)。HD61202U是帶顯示存儲(chǔ)器的圖形液晶顯示列驅(qū)動(dòng)控制器，其特點(diǎn)是內(nèi)置6464位顯示存儲(chǔ)器，可以直接與計(jì)算機(jī)總線連接。但它本身不能生成顯示時(shí)序，所以需要與相應(yīng)的帶振蕩器和顯示時(shí)序發(fā)生器的行驅(qū)動(dòng)器HD61203U配套才能形成一個(gè)完整的液晶驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)。MGLS12864模塊有18個(gè)引腳，118引腳為背光燈提供電源；2引腳為兩個(gè)片選信號(hào)，組合功能定義是：、為00時(shí)禁止使用，01時(shí)選左區(qū)，10時(shí)選右區(qū)，11時(shí)未選；3為GND；4為Vcc；5為液晶顯示驅(qū)動(dòng)電源V0；6為數(shù)據(jù)、指令選擇D/；7為讀/寫選擇R/；8為使能信號(hào)E；9～16為數(shù)據(jù)總線AD7～AD0。 MGLS12864引腳序號(hào)符號(hào)狀態(tài)功能1輸入片選A，低電平有效2輸入片選B，低電平有效3GND電源地4VCC邏輯電源正5V0液晶顯示驅(qū)動(dòng)電源6D/輸入數(shù)據(jù)、指令選擇信號(hào)7R/輸入讀/寫選擇信號(hào)8E輸入讀寫使能信號(hào)9～16AD7～AD0三態(tài)數(shù)據(jù)總線 軟件設(shè)計(jì)內(nèi)置HD61202U液晶顯示模塊的軟件特性，這是指HD61202U的指令功能。HD61202U一共有七條指令，分別解釋各條指令的功能，并對(duì)使用不同的指令時(shí)D/、R/信號(hào)的狀態(tài)給予說明。（1）讀寫狀態(tài)（D/=0，R/=1）BUSY0ON/OFFRESET0000BUSY:BUSY=1，內(nèi)部正工作，不能訪問；BUSY =0時(shí)，等待訪問。ON/OFF：ON/OFF=1時(shí)，關(guān)顯示狀態(tài)；ON/OFF=0時(shí)，開顯示狀態(tài)。RESET:RESET=1時(shí)，復(fù)位狀態(tài)；RESET=0時(shí)，正常工作狀態(tài)。在每次對(duì)HD61202U操作之前，都要讀出狀態(tài)字判斷BUSY是否為“0”。若不為“0”，則需要等待，直到BUSY=0為止。（2）顯示開關(guān)設(shè)置（D/=0，R/=0）0011111DD=1為開顯示，D=0為關(guān)顯示設(shè)置。（3）顯示起始行設(shè)置（D/=0，R/=0）11L5L4L3L2L1L0L5～L0為顯示起始行的地址，取值在0～3FH（1～64行）范圍內(nèi)，它規(guī)定了顯示屏上最頂一行所對(duì)應(yīng)的顯示存儲(chǔ)器的行地址。（4）頁地址設(shè)置（D/=0，R/=0）10111P2P1P0HD61202U將顯示存儲(chǔ)器分成8頁，由指令代碼中的P2～P0確定當(dāng)前所要選擇的頁地址，取值范圍為0～7H，代表弟1～8頁。（5）列地址設(shè)置（D/=0，R/=0）01C5C4C3C2C1C0該指令設(shè)置列地址計(jì)數(shù)器的內(nèi)容，列地址由C5～C0確定，其取值在0～3FH（1～64）內(nèi)。每次讀/寫數(shù)據(jù)后，列地址計(jì)數(shù)器將自動(dòng)加一。（6）寫顯示數(shù)據(jù)（D/=0，R/=0）D7D6D5D4D3D2D1D0該指令將8位數(shù)據(jù)寫入先前已確定的顯示存儲(chǔ)器的單元內(nèi)。操作完成后列地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加一。（7）讀顯示數(shù)據(jù)（D/=1，R/=1）D7D6D5D4D3D2D1D0該指令將HD61202U接口輸出寄存器內(nèi)容讀出，然后列地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加一。 基本子程序MGLS12864的顯示屏分左、右兩區(qū)，分別有兩片HD61202U控制。 HD61202的操作流程液晶顯示程序流程圖如圖。 液晶顯示程序流程圖 液晶顯示初始化，對(duì)屏幕進(jìn)行清屏，然后進(jìn)行寫操作，CPU寫入8位控制字，8位數(shù)據(jù)，然后發(fā)送到80C196，液晶顯示數(shù)據(jù)，然后返回。 鍵盤設(shè)計(jì)本裝置的鍵盤采用32的行列式鍵盤，、分別對(duì)應(yīng)于6個(gè)按鍵。 鍵盤鍵盤程序流程圖為： 鍵盤掃描程序流程圖 首先對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，查看是否有鍵閉合，若無建立無效標(biāo)志，同時(shí)返回。有鍵閉合則延時(shí)去鍵抖動(dòng)，再次掃描鍵盤，找到閉合鍵并計(jì)算鍵值。釋放閉合鍵成功，建立有效標(biāo)志然后進(jìn)行返回。4 CDT規(guī)約及其設(shè)計(jì) 電力系統(tǒng)通訊規(guī)約通信規(guī)約（協(xié)議）是指通信雙方必須共同遵守的題中約定，也稱為通信控制規(guī)程或傳輸控制規(guī)程。通信規(guī)約的信息傳送格式包括收發(fā)方式、傳送速率、幀結(jié)構(gòu)、幀同步字、位同步方式、干擾措施等。信息傳送的具體步驟分為將信息分類、分循環(huán)周期傳送，系統(tǒng)對(duì)時(shí)數(shù)據(jù)收集方式和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視方式。電力系統(tǒng)通訊規(guī)約按照傳輸方式分為循環(huán)式通訊規(guī)約（CDT）和問答式通訊規(guī)約（Polling）。按傳輸基本單位分為面向字符的通信規(guī)約和面向比特的通信規(guī)約。 CDT規(guī)約及其設(shè)計(jì)CDT循環(huán)遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通道結(jié)構(gòu)，采用可變幀長、多種幀類別的循環(huán)傳送方法，優(yōu)先傳送變位遙信，隨機(jī)量和插入量采用不同形式傳送信息。每幀分為若干類型，分別以“幀類別”編碼來加以區(qū)別，每幀長度按實(shí)際需要而定。CDT規(guī)定了電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)中循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約的功能、幀結(jié)構(gòu)、信息字結(jié)構(gòu)和傳輸規(guī)則等。CDT適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的遠(yuǎn)動(dòng)通道結(jié)構(gòu)、循環(huán)字節(jié)同步方式傳送遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備與系統(tǒng)和調(diào)度所間以循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)時(shí)信息的系統(tǒng)。本規(guī)約采用可變幀長度、多種幀類別循環(huán)傳送、變位遙信優(yōu)先傳送，重要遙測(cè)量更新循環(huán)時(shí)間較短，區(qū)分循環(huán)量、隨機(jī)量和插入量采用不同形式傳送信息，以滿足電網(wǎng)調(diào)度安全監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)信息的實(shí)時(shí)性和可靠性的要求。 幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)如表5所示。每幀都以同步字開頭，并有控制字，除少數(shù)幀外均應(yīng)有信息字。信息字的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，幀長度可變。 同步字控制字信息字1……信息字N同步字控制字（1）同步字結(jié)構(gòu)同步字按通道傳送順序分為3組EB90H，即11l0Il、1000000，? 。為保證通道中傳送順序，寫入串行口的同步字排列格式如表6（a）所示。（2）控制字結(jié)構(gòu)控制字共有B1B66個(gè)字節(jié)，如表6（b）（3）信息字結(jié)構(gòu)每個(gè)信息字由BnBN+56個(gè)字節(jié)構(gòu)成：功能碼一個(gè)字節(jié)、信息、數(shù)據(jù)碼4個(gè)字節(jié)和校驗(yàn)碼一個(gè)字節(jié)。 幀中的字結(jié)構(gòu)（a）同步字排列格 （b）控制字 （c）信息字 b7 b0 b7 b0 b7 b0