【正文】 ..48結束語 ...................................................51致謝 .....................................................52參考文獻 .................................................53畢業(yè)設計（論文）知識產權聲明 .............................54畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明 ...............................5541 緒論11 緒論 前言能源是人類社會賴于生存和發(fā)展的基礎，電能作為能源的第二次形式，具有簡單、方便、可靠等特點，是現代社會運行的主要能源之一。充足、可靠的能源是提高經濟高速發(fā)展、社會正常運行的基本前提。近年來隨著大功率電力電子技術的發(fā)展以及它們的廣泛應用，使得非線性負載大量的增加，給供電設備造成了很大的影響。 本課題的研究背景、研究意義及國內外相關研究情況電力是國家經濟發(fā)展的命脈，隨著社會對電力需求量的不斷增長，工業(yè)、農業(yè)、商業(yè)、居民用電的日益增長，供電量日益增加，電能作為一種具有多種參數指標、直接反映電力企業(yè)經濟效益的商品備受重視。近年來，我國電力負荷急劇增大，各種非線性負載，特別是新型電力電子器件在電力系統(tǒng)、工業(yè)各部門和家用電器產品中的日益廣泛應用，給供電設備的電能質量造成了極大的影響。國內電力參數檢測技術的研究和開發(fā)起步較晚，目前對電力參數測量的方式基本上可分為芯片轉化為有效值測量，直接離散時序測量和多諧波測量等。在電能質量檢測產品研究領域，尤其是這些領域的高端產品在全球市場的份額，幾乎是被美國的 FLUKE 公司、瑞士的 LEM 公司、瑞典的 UNIPOWER 公司等國際知名公司占據，這些公司的1 緒論2技術水平為國際最先進，當然價格也非常昂西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）1電能質量對于電網的安全經濟運行，保證工業(yè)產品的質量和科學實驗的正常進行以及降低能耗等均有重要意義。此外，對于電力參數進行高精度、多參數的測量，又是充分了解電網的運行狀況，尋找并解決電力系統(tǒng)中出現的問題的重要途徑。在我國電力工業(yè)領域，電網質量的問題已經成為關鍵，電力參數的分析和監(jiān)測已經成為國際上討論和研究的重點。 總體方案設計 硬件平臺課題主要研究電特性測量系統(tǒng)的軟件程序設計。本設計選用的是 LPC2124 芯片，LPC2124 具有較小的 64 引腳封裝，低功耗的特點，以及多個片內外設（如 32 位定時器、A/D 轉換器、外部中斷等） ，多個 32 位定時器，4 路 10 位 ADC,內置多種串行通信接口以及多達 9 個外部中斷，因此特別適用于工業(yè)控制、醫(yī)療系統(tǒng)訪問控制、通信網關、協(xié)議轉換器、嵌入式 MODEM 等各種類型的應用。ARM ADS 全稱為 ARM developer Suite，是 ARM 公司推出的 ARM 集成開發(fā)工具，成熟版本為 ，他的前身是 SDT，SDT 是 ARM 公司幾年前的開發(fā)環(huán)境軟件。本課題用 開發(fā)工具圍繞 LPC2124 片上的基本功能模塊實現三相電特性的測2 三相電特性測量軟件設計方案2試，最終通過了西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）1PROTEUS 的仿真驗證。 開發(fā)語言本課題軟件用的語言主要有 C 語言，還有啟動代碼中所用到的匯編語言。 軟件總體結構本系統(tǒng)主要針對我國電力系統(tǒng)供配電的實際情況，通過 ARM7 單片機為核心，配以相應的外圍電路和功能軟件，采用交流采樣技術實現多種電力參數的在線實時測量和數據分析，為電網的安全經濟運行提供可靠保證。本課題的軟件部分主要是通過實時采樣電流電壓的瞬時值，以及過零檢測，進而計算出電流電壓的有效值、頻率值、有用功率、無用功率、視在功率、功率因數等電力參數。數據的處理與計算是程序設計的主要部分。首要環(huán)節(jié)是對輸入的電氣信號進行離散化，即采樣。對比分析后，系統(tǒng)選用交流采樣，數值的計算采用離散的電壓電流有效值計算公式來實現。對于 LPC2124 和各模塊的初始化、數據采集程序采用匯編編程，對于主程序、鍵盤顯示等通用性較強程序，西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）2采用 C 語言編寫。所有軟件模塊的功能都在主控模塊的調配下協(xié)調執(zhí)行，主控模塊首先對系統(tǒng)進行初始化操作，包括 CPU 初始化、I/O 初始化、A/D 初始化、LCD 初始化、時鐘初始化、異步通訊初始化等。然后判斷是否有鍵按下，根據判斷結果，執(zhí)行相應按鍵服務程序。(3) 有功功率：在交流電路中，電源在一個周期內發(fā)出瞬時功率的平均值(或負載電阻所消耗的功率)，稱為有功功率。(5) 視在功率：在電工技術中，將單口網絡端鈕電壓和電流有效值的乘積，稱為視在功率（apparent power） ，記為 S=UI。系統(tǒng)主程序流程圖如 圖所示。但是如果是整個系統(tǒng)初始化那就不一樣了。如系統(tǒng)的初始化就是將你的系統(tǒng)還原到一開始做的備份的狀態(tài)。如果是一個軟件的初始化，基本都是將一些功能的設置都還原為開始設置，意思就和恢復默認設置差不多。delphi 使用對單元相關樹的深度優(yōu)先遍歷來運行初始化部分。每一個單元僅初始化一次 。這部分里面的代碼的執(zhí)行，是在 windows 加載包含該單元（指 Initialization 所屬單元）的模塊（應用程序，DLL 或者包）時運行的。 程序中 Intialize 過程。但是，由于 C 語言生成的代碼不能上電后立馬運行的，因為此時還不具備運行條件，比如全局變量還沒有初始化，系統(tǒng)堆棧還沒有設置等。啟動代碼大部分由匯編指令構成，它可以實現向量表定義、堆棧初始化、系統(tǒng)變量初始化、中斷初始化、外圍初始化、地址重映射等操作。一一一一一一一一一一一一一一一一一一一l pc2124一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一mai n一一一一一一一 一一一一一一一一一 一一一一一一一 一一一一一一一一一 St arup. sTarget . c圖 首先是應該完成頭文件的編寫，下面就是系統(tǒng)初試化的頭文件（）和系統(tǒng)的初始化軟件（） 、 （） 。extern void TargetInit(void)。define the stack size。 IMPORT __use_no_semihosting_swi。引入的外部標號在這聲明 IMPORT FIQ_Exception 。C 語言主程序入口 IMPORT TargetResetInit 。The emported labels。interrupt vectors。未定義指令Undefined B Undefined。 B SoftwareInterrupt CMP R0, 4 LDRLO PC, [PC, R0, LSL 2] MOVS PC, LRSwiFunction DCD IRQDisable 。1 DCD FIQDisable 。3IRQDisable 。開 IRQ 中斷 MRS R0, SPSR BIC R0, R0, NoInt MSR SPSR_c, R0 MOVS PC, LRFIQDisable 。開 FIQ 中斷 MRS R0, SPSR BIC R0, R0, NoFIQ MSR SPSR_c, R0 MOVS PC, LR。取數據中止DataAbort B DataAbort。Build the SVC stack。Build the IRQ stack。Build the FIQ stack。Build the DATAABORT stack。Build the UDF stack。Build the SYS stack。初始化堆棧 BL TargetResetInit 。跳轉到 c 語言入口 B __main__user_initial_stackheap LDR r0,=bottom_of_heap。/*When the Data is 為0x87654321,user code be protected. 當此數為 0x87654321 時，用戶程序被保護 */ ENDIF 。管理模式堆?？臻gIrqStackSpace SPACE IRQ_STACK_LEGTH * 4 ?？焖僦袛嗄Ｊ蕉褩？臻gAbtStackSpace SPACE ABT_STACK_LEGTH * 4 。 未定義模式堆棧 AREA Heap, DATA, NOINITbottom_of_heap SPACE 1 AREA Stacks, DATA, NOINITStackUsr END(3) 系統(tǒng)的初始化軟件（ ）define IN_TARGETinclude include void TargetResetInit(void)。 } 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）7 void FIQ_Exception(void){while(1)。 VICVectAddr = 0。EXTMODE = 0x01。VICDefVectAddr = (int) IRQ_Eint1。VICIntEnable = 0x00004000。GuoLinDianInit()。 // 初始化 LCMGUI_SetColor(1,0)。 //remapendififdef __DEBUG_FLASH MEMMAP = 0x1。 //remapendif/* 設置系統(tǒng)各部分時鐘 *//* Set system timers for each ponent */ PLLCON = 1。endifif (Fpclk / (Fcclk / 4)) == 2 VPBDIV = 2。endifif (Fcco / Fcclk) == 2 PLLCFG = ((Fcclk / Fosc) 1) | (0 5)。endifif (Fcco / Fcclk) == 8 PLLCFG = ((Fcclk / Fosc) 1) | (2 5)。endif PLLFEED = 0xaa。 while((PLLSTAT amp。 PLLCON = 3。 PLLFEED = 0x55。if Fcclk 20220000 MAMTIM = 1。else MAMTIM = 3。/* 設置串行口 *//* initialize UART*/ CCR = 1。 PREFRAC = Fpclk (Fpclk / 32768) * 32768。 MONTH = 4。 HOUR = 21。 SEC =0。數據采集系統(tǒng)是結合基于計算機或者其他專用測試平臺的測量軟硬件產品來實現靈活的、用戶自定義的測量系統(tǒng)。本文所述的數字采樣技術主要應用于電參量測量領域。本文用的是 LPC2124，LPC2124 具有一個 A/D 轉換器，A/D 轉換器的基本時鐘由 VPB 時鐘提供。10 位精度要求的轉換需要 11 個 A/D 轉換時鐘。A/D 轉換具有如下特性：(1) 10 位逐次逼近模式轉換器；(2) 測量范圍： 0～。A/D 寄存器包含控制寄存器 ADCR 和數據寄存器 ADDR。西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）1表 A/D 寄存器名稱 描述 訪問復位值 地址ADCR A/D 控制寄存器。該寄存器包含 ADC 的 DONE 標志位和 10 位的轉換結果（當前 DONE 位為 1 時，轉換結果才是有效的）R/W NA 0xE0034000ADCR 寄存器描述如表 所列。SEL 段中的 bit0～bit3 分別對應 AIN3～AIN0 引腳，為 1 表示選中。軟件控制模式下，只有一位可被置位；硬件掃描模式下，SEL 可為 1～0x0F 中的任何一個值。0x0115：8 CLKDIV 將 VPB 時鐘(PCLK)進行(CLKDIV 的值加 1)分頻得到 A/D 轉換時鐘，該時鐘必須小于或等于 45MHz。如果該位為 1，A/D 轉換器以 CLKS 字段選擇的速率重復執(zhí)行轉換，并從 SEL 字段為 1 的位對應的引腳開始掃描。重復轉換通過清零該位終止，但該位被清零時并不會中止正在進行的轉換。00021 PDN 1：A/D 轉換器處于正常模式。23：22 TEST[1:0] 這些位用于器件測試，00 為正常測試，01 為數字測試