【正文】 //禁止總中斷 initial()。 //把 A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果左移 6位后存入規(guī)定的數(shù)組 cesi=ADRECULT[i]。 //抑制符號(hào)位擴(kuò)展 j=RESULT0。 CHSELSEQ1=0x0FEDC。 //可以用 EVB 的一個(gè)事件信號(hào)觸發(fā) A/D 轉(zhuǎn)換 //且用中斷模式 1 MAXCONV=0x0F。 //設(shè)置 T4 的周期寄存器 GPTCONB=0x400。 //允許 INT1 中斷 IFR=0x0FFFF。 //累加器中結(jié)果正常溢出 asm(clrc CNF)。 //屏蔽中斷子程序 void inline disable（） { asm(setc INTM)。在此，向魏老師表示衷心的感謝。 首先我要感謝我的導(dǎo)師 — — xx 老師， 從外文翻譯、開(kāi)題報(bào)告、畢業(yè)設(shè)計(jì)正文的初稿到定稿，老師都很是細(xì)心的給我講解，糾正錯(cuò)誤。 基本符合設(shè)計(jì)要求。 完成 了 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)?？梢钥紤]用軟件的方法來(lái)補(bǔ)償這些誤 差。本裝置選用先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理器 TMS320VC5502完成數(shù)據(jù)處理工作，再加上精確嚴(yán)格的算法，可以將這一部分的誤差大幅度減小。這部分電路的誤差具有線性性質(zhì)?，F(xiàn)結(jié)合本儀器的結(jié)構(gòu)對(duì)誤差進(jìn)行分析。對(duì)于主要的程序在軟件論述中都有較詳細(xì)的流程圖。在本儀器的串口通信設(shè)置中，采用 8個(gè)數(shù)據(jù)位、 1個(gè)停止位和奇校驗(yàn)的格式，波特率采用 9600。采用中斷方式接收上位機(jī)的命令，采用查詢方式向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。采樣數(shù)據(jù)處理流程圖如圖 。將讀回的轉(zhuǎn)換結(jié)果存放在兩個(gè)緩沖區(qū)中，在中斷服務(wù)程序中，設(shè)置一個(gè)標(biāo)志 FLAG，當(dāng)標(biāo)志為 O時(shí)存放在緩沖區(qū) 1中，為 1時(shí)存放在緩沖區(qū) 2中。在安排上述兩個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí)時(shí)，主要考慮到數(shù)據(jù)處理過(guò)程中用到的采樣數(shù)據(jù)必須是在一定的 時(shí)間 內(nèi)連續(xù)采樣得到的，采樣數(shù)據(jù)讀取過(guò)程不能被其他事件中斷：而串口接收中斷是用來(lái)接收上位機(jī)發(fā)送來(lái)的命令的，數(shù)據(jù)處理完成后系統(tǒng)根據(jù)接收到的命令向上位機(jī)傳送不同的計(jì)算結(jié)果。程序首先完成一系列的初始化工作，然后啟動(dòng)定時(shí)器 0，由定時(shí)器 0啟動(dòng) AD轉(zhuǎn)換，每次轉(zhuǎn)換完成后由轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)觸發(fā) DSP中斷， 21 在中斷服務(wù)程序中讀取采樣數(shù)據(jù)；當(dāng)達(dá)到預(yù)定的采樣次數(shù)后，調(diào)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理子程序，進(jìn)行計(jì)算得出測(cè)量結(jié)果。 20 TMS320VC5502I O P B 0I O P B 2I O P B 3I O P A 4I O P A 6I O P A 7液晶顯示模塊（SED1335）I O P B 1/ W R/ R D/ C SA 0D B 0D B 1D B 2D B 3D B 4D B 5D B 7G N DV 0V O U TV C CG N D2 0 K+ 1 5 VI O P A 5I O P B 5I O P B 6I O P B 7I O P B 4I O P B 5 D B 6 圖 液晶顯示接口電路 本章小結(jié) 本文設(shè)計(jì)的電力參數(shù)測(cè)試儀采用模塊化設(shè)計(jì)，本章首先對(duì)整個(gè)電力參數(shù)測(cè)試儀硬件體系設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹。 64 圖形液晶顯示屏，其驅(qū)動(dòng)模塊是北京精電蓬遠(yuǎn)顯示技術(shù)有限公司制作的內(nèi)嵌 SEDl335 控制器的圖形液晶顯示驅(qū)動(dòng)模塊，液晶顯示屏由 128 64 點(diǎn)陣構(gòu)成，具有高 分辨率、接口方便 (5V或 )、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便 (內(nèi)嵌控制器 )、功耗低、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，常常用于各種便攜式設(shè)備顯示前端。 在選用了矩陣式鍵盤系統(tǒng)中的程序控制掃描方式之后，所設(shè)計(jì)的矩陣鍵盤電路如圖 所示。在本文的設(shè)計(jì)中，根據(jù)具體應(yīng)用情況，選擇了矩陣式鍵盤，鍵盤的工作方式選擇了程序控制掃描方式。 MAX232芯片是常用的 RS232C與 TTL電平轉(zhuǎn)換芯片，它的內(nèi)部有電壓倍增電路和轉(zhuǎn)換電路，只需 +5V電源便可實(shí)現(xiàn) RS232C與 TTL電平轉(zhuǎn)換，使用起來(lái)十分方便，一個(gè)芯片可連接兩對(duì)收，發(fā)信號(hào)線 ， 接口電路如下圖 ： T 1 I N T 1 O U TV +R 2 O U TV C C8T 2 O U TT 2 I NR 1 I N R 1 O U TR 2 I NC 2 C 2 +V C 1 +C 1 1234567G N D91 01 11 21 31 41 51 6C 2 7 4C 2 7 1G N DT X3 . 3 VT X 2 3 20 . 1 u fR XR X _ 2 3 20 . 1 u fM A X 2 3 2 A 圖 通信接口電路 鍵盤和顯示部分設(shè)計(jì) 鍵盤電路設(shè)計(jì) 鍵盤在人機(jī)交互系統(tǒng)中是一個(gè) 很重要的部分。 系統(tǒng)中選用的 Flash 存 儲(chǔ)器是 SST39VF400A，該芯片的容量是 256Kx16bit，它是一種低電源電壓芯片，工作電壓為 ，速度是 70ns，數(shù)據(jù)保存時(shí)間超過(guò)100 年，它具有容量大、掉電后數(shù)據(jù)不丟失、可在線快速讀寫、可整片或者分頁(yè)擦除等特點(diǎn)。這樣既 利用了外部的存儲(chǔ)單元擴(kuò)展 DSP 本身有限的 ROM 資源，又充分發(fā)揮了 DSP 內(nèi)部資源的效能。 本系統(tǒng)中選用的 SDRAM為 HYNIX公司的 HY57V643220CT，芯片容量是 2Mx32位，覆蓋 TMS320VC5502的 CE2和 CE3子空間。 SDRAM 接口電路設(shè)計(jì) SDRAM是 Synchronous Dynamic RAM的縮寫，即同步動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器。本系統(tǒng)擴(kuò)展的外部存儲(chǔ)器包括 SDROM和 FLASH。 (11)32 bit的外部并行總線存儲(chǔ)器，支持外部存儲(chǔ)器接口。 (6)四個(gè) 40bit的累加器，保留計(jì)算的結(jié)果。 (2)兩個(gè) MAC單 元，一個(gè)時(shí)鐘周期可執(zhí)行兩次乘累加運(yùn)算。 MCBSP支持對(duì)一系列工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的串行設(shè)備的無(wú)縫連接。 CPU的內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)由一條程序總線，三條數(shù)據(jù)讀總線，兩條數(shù)據(jù)寫總線及用于外設(shè)和 DMA控制器的總線構(gòu)成。轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào) EOC通過(guò) FPGA引入 TMS320VC5502的中斷引腳 INT0上，每一次轉(zhuǎn)換完后就引發(fā) TMS320VC5502中斷， VC5502在中斷服務(wù)程序中讀取 16位轉(zhuǎn)換結(jié)果。 ADS8364的 BYTE和 ADD引腳都接地，因此選擇 16位數(shù)據(jù)輸出方式，并且對(duì)每個(gè)通道轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取通過(guò)地址線 A A A0來(lái)選擇。根據(jù) BYTE為 0或者為 1可確定每次讀取時(shí)得到的數(shù)據(jù)位數(shù)，根據(jù) ADD為 O或者為 1可確定第一次讀取的是通道地址信息還是通道 A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)果。 ADS8364的時(shí)鐘信號(hào)由外部提供，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 20個(gè)時(shí)鐘周期，最高頻率為 5MHz，在 5MHz的時(shí)鐘頻率下 ADS8364轉(zhuǎn)換時(shí)間為 ，相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集時(shí)間為 ，每個(gè)通道的總的轉(zhuǎn)換時(shí)間為 4us， A/D轉(zhuǎn)換完成后產(chǎn)生轉(zhuǎn)換結(jié)束 信號(hào) EOC。 ADS8364為 250kHz、 6通道同步采樣的 16位逐次逼近 ADC，是 TI公司專為同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的高速、低功耗 A／ D轉(zhuǎn)換芯片。還要知道信號(hào)彼此之間的相位關(guān)系，這就要求采用同步采樣技術(shù)來(lái)獲得準(zhǔn)確的信息。 而選擇 AD轉(zhuǎn)換器需要先確定 AD轉(zhuǎn)換器位數(shù)及信號(hào)的采樣頻率，所以在設(shè)計(jì)硬件電路之前需要確定這兩個(gè)參數(shù)的理論值。 眾所周知， A／ D轉(zhuǎn)換器的種類繁多，性能各異，主要包括以下幾種：雙斜積分型、逐次逼近型和閃電式 A／ D轉(zhuǎn)換器。再把信號(hào)送入到 A／ D轉(zhuǎn)換口 ?；ジ衅鳂?gòu)成了信號(hào)檢測(cè)部分，電壓?jiǎn)卧獮殡妷夯ジ衅?PT，電流單元為電流互感器 CT，具體電路如圖 和圖 所示。 RS232通訊模塊：由電平轉(zhuǎn)換芯片以及相應(yīng)的外圍電路組成。 信號(hào)調(diào)理模塊：由電壓電流互感器、濾波電路、換檔電路等組成，主要完成信號(hào)的變換和調(diào)理。其中，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)從電網(wǎng)中采集各種數(shù)據(jù)，完成各種數(shù)據(jù)處理工作。當(dāng)采用一些典型的窗函數(shù)時(shí)，可由上述的多項(xiàng)式逼近和雙譜線修正算法推導(dǎo)出幅值、相位的簡(jiǎn)單實(shí)用的修正公式。對(duì)于一般的實(shí)系數(shù)窗函數(shù)，當(dāng) N較大時(shí)，式（ ）可進(jìn)一 步簡(jiǎn)化為 1 12( ) ( )A N y y v ????的形式，其中 ()v? 是偶函數(shù)。而且，隨著硬件乘 法器在微處理器中的廣泛應(yīng)用，多項(xiàng)式逼近的計(jì)算公式易于采用程序代碼實(shí)現(xiàn)。當(dāng)窗函數(shù) w（ n）為實(shí)系數(shù)時(shí)，其幅頻響 (2 )wf? 是偶對(duì)稱的，因而函數(shù) ??g 及其反函數(shù) ??1g? 是奇函數(shù)。設(shè)峰值點(diǎn)左右兩側(cè)的譜線分別為第 1k 和 2k 條譜線，這兩條譜線也應(yīng)該是峰值點(diǎn)附近幅值最大和次最大的譜線。針對(duì) FFT算法存在的柵欄效應(yīng)和頻譜泄露現(xiàn)象造成的測(cè)量誤差，可以通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)拇昂瘮?shù)抑制泄露現(xiàn)象，也可以根據(jù)所選窗函數(shù)的形式對(duì)幅值和相位進(jìn)行插值修正，在一定程度上彌補(bǔ)柵欄效應(yīng)造成的誤差。 它存在一定的缺陷，但實(shí)現(xiàn)電路簡(jiǎn)單，響應(yīng)快，計(jì)算機(jī)計(jì)算量小。 電力系統(tǒng)頻率一方面作為衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)，需要加以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，另一方面作為實(shí)施安全 穩(wěn)定控制的重要狀態(tài)反饋量，要求能實(shí)旄重構(gòu)。 第 2 章電力參數(shù)測(cè)量原理 電壓電流有效值的測(cè)量 若以采樣周期 sT 對(duì)瞬時(shí)電壓、電流在一個(gè)采樣周期內(nèi)采樣 N個(gè)點(diǎn)，則離散的電壓電流有效值的計(jì)算方法如下 電壓有效值： ???? 10 2 )(1 Nn nuNU （ ） 電流有效值： ????102 )(1 Nn niNI （ ） 式中： N一個(gè)周期內(nèi)采樣點(diǎn)數(shù) U、 I電壓、電流有效值 )(nu 、 )(ni 電壓、電流瞬時(shí)采樣值 頻率的測(cè)量 頻率是指單位時(shí)間內(nèi)事物周期性運(yùn)動(dòng)的次數(shù)。該裝置可用來(lái)測(cè)量單相、三相交流電路的電壓、電流、頻率、功率因 數(shù)、有功和無(wú)功功率、視在功率等參量；可對(duì)諧波進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量及分析 。 DSP技術(shù)的高速發(fā)展為電力參數(shù)測(cè)試技術(shù)帶來(lái)了新的變革，特別是在電力系統(tǒng)電壓和電流的高次諧波的測(cè)量和分析，非正弦情況下的有功電能和無(wú)功電能的計(jì)量方面， DSP的應(yīng)用成為了目前電力參數(shù)測(cè)試儀器開(kāi)發(fā)的最新趨勢(shì) 我 國(guó)雖然引進(jìn)了國(guó)外一些多功能電力參數(shù)測(cè)試儀器，但其在功能、價(jià)格、維護(hù)等方面不能完全適合我國(guó)現(xiàn)階段的需要，因此迫切需要一種高質(zhì)量、高可靠性、功能齊全、價(jià)格低廉的多功能電力參數(shù)測(cè)試儀。 結(jié)合電力市場(chǎng)運(yùn)作和管理的實(shí)際需要，當(dāng)前電能量計(jì)量?jī)x器的測(cè)量已經(jīng)從簡(jiǎn)單的有功電度和無(wú)功電度測(cè)量發(fā)展 到測(cè)量電壓 (相電壓／平均值 )、電流 (相電流／平均值 功率因數(shù)、工頻頻率、無(wú)功功率、視在功率、單相或雙向電能量、預(yù)測(cè)／熱需求、諧波、對(duì)稱分量，以及其它電力參數(shù)值的測(cè)量，如相序轉(zhuǎn)換、電壓／電流非平衡、分時(shí)段。 目前，在我國(guó)得到廣泛使用的電能表有兩種：一種是感應(yīng)式機(jī)械電能表，它是利用三個(gè)不同空間和相位的磁通建立起來(lái)的交變的移進(jìn)磁場(chǎng)，在這個(gè)磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電流，根據(jù)楞次 定律，這個(gè)感應(yīng)電流使得轉(zhuǎn)盤總是朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。掌握基于 DSP 的智能電力參數(shù)測(cè)試儀的設(shè)計(jì)方法 課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望 目前國(guó)內(nèi)外電力參數(shù)測(cè)量的基本情況 在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，電能的質(zhì)量越來(lái)越受到重視 。軟件部分主要包括主程序、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理 等 模塊。接下來(lái)，對(duì)基于DSP 的電力參數(shù)測(cè)量?jī)x器的總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了介紹。 本文首先對(duì)電力參數(shù)測(cè)試儀的發(fā)展?fàn)顩r和背景做了綜述。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目 ： 基于 DSP的智能電力參數(shù)測(cè)試儀的研究 1 目 錄 摘 要 ............................................................................................. 3 ABSTRACT .................................................................................. 4 1. 緒論 .............................................................................................. 5 課題的目的與意義 ............................................................... 6 課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望 .................................................... 6 本論文的研究?jī)?nèi)容 ............................................................... 6 2. 電力參數(shù)測(cè)量原理 .......................................