【正文】 .................................................................................... 2 結(jié)束語 ............................................ 5 致謝 ............................................. 1 參考文獻(xiàn) .......................................... 1 畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 ......................... 1 畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明 .......................... 1 1 緒論 1 1 緒論 前言 能源是人類社會賴于生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，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(xiàn)代社會運行的主要能源之一。 上世紀(jì)六十年代以來，微電子、計算機、電力電子技術(shù)在各個領(lǐng)域 廣泛應(yīng)用，位現(xiàn)代工業(yè)的自動化、提高勞動生產(chǎn)率開辟了廣闊的前景。 本文主要研究基于數(shù)字采樣測量的三相電參數(shù)測量系統(tǒng)，主要包括電壓、電流、頻率、相位、功率因數(shù)、有功功率、無功功率，視在功率，電能等的測量。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對電力的需要越來越大，電能緊缺問題日趨嚴(yán)重，極大地制約著社會經(jīng)濟的發(fā)展。因此，在大多數(shù)情況下，電力信號己不是標(biāo)準(zhǔn)的正弦信號，而是一種復(fù)雜的周期信號。相對國內(nèi)而言，國外對電能質(zhì)量的研究起步就比較早，也已經(jīng)取得了很多關(guān)于這方面的研究和應(yīng)用成果，世界對電能質(zhì)量的認(rèn)識程度也越來越高，每隔兩年就召開一次電能質(zhì)量與電力諧波學(xué)術(shù)會議。為了改善這一狀況，對電力系統(tǒng)進(jìn)行完整分析和監(jiān)測是成功的關(guān)鍵。因此，對于電力參數(shù)的測量，尤其是高 精度、多參數(shù)、低價格、便攜、穩(wěn)定的實時測量就顯得尤為重要，也一直是人們研究的一個重要方向。2 三相電特性測量軟件設(shè)計方案 1 2 三項電特性測量軟件設(shè)計方案 基本功能要求 (1) 熟悉工廠供電技術(shù)； (2) 熟悉測量系統(tǒng)硬件電路原理； (3) 設(shè)計軟件結(jié)構(gòu)； (4) 掌握 開發(fā)工具； (5) 熟練運用 PROTEUS 仿真； (6) 編寫程序代碼及調(diào)試 ； (7) 軟、硬件系統(tǒng)聯(lián)調(diào) 。選用的是 ARM 為核的LPC20xx 系列的芯片， LPC20xx 系列是 NXP 公司生產(chǎn)的以 ARM7TDMIS 核為基礎(chǔ)的嵌入式處理器，在芯片內(nèi)部配置了大量的接口及功能模塊。 開發(fā)環(huán)境與仿真 本課題選用的 是 開發(fā)工具， 是 ARM 公司推出的 ARM 集成開發(fā)工具，具有用戶多、編譯效率高、支持的 ARM 內(nèi)核多的特點。 支持 ARM10 之前的所有 ARM 系列微控制器，支持軟件調(diào)試，支持匯編、C 語言、 C++源程序，具有編譯效率高、系統(tǒng)庫功能強等特點 。 PROTEUS 是英國 Labcenter 公司推出的適合嵌入式設(shè)計仿真與開發(fā)的仿真軟件，使用 PROTEUS 軟件可以完全脫離硬件平臺來學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)，可以說是嵌入式學(xué)習(xí)的一次革命。本文選用 C 語言主要是由于 C 語言有以下優(yōu)點： (1) 寄存器分配，數(shù)據(jù)類型等由編譯器管理； (2) 編程及調(diào)試的時間減少， 大大縮短開發(fā)周期； (3) 明顯增加軟件可讀性，便于改進(jìn)和擴展。 本課題主要研究電特性測量系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計。本測量系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要分為以 下幾個模塊： (1) 主程序模塊 (2) 電壓、電流采集程序 (3) 頻率采集程序 (4) 數(shù)據(jù)處理程序 (5) 時鐘日歷程序 (6) 鍵盤服務(wù)程序 (7) 顯示服務(wù)程序 本設(shè)計擬采用 集成開發(fā)工具編寫 C 語言程序?qū)崿F(xiàn)測量系統(tǒng)的相關(guān)功能。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)等。根據(jù)被采集信號的不同，數(shù)據(jù)采集可分為直流采樣和交流采樣兩大類。 為了提高 ARM7 核的 LPC2124 芯片程序編寫效率，系統(tǒng)軟件采用了分模塊編寫的方法，用 C 語言和匯編語言混合編寫。本系統(tǒng)的主要功能模塊有數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、時鐘模塊，按鍵顯示模塊等。隨即對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、顯示。 系統(tǒng)的主要電特性參量介紹： (1) 電壓有效值： 讓恒定電壓和交變電壓分別加在阻值相等的電阻上 ,使它們在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等 ,就可以把該恒定電壓的數(shù)值規(guī)定為這個交變電壓的有效值 . (2) 電流有效值： 將一直流電與一交流電分別通過相同阻值的電阻，如果相同時間內(nèi)兩電流通過電阻產(chǎn)生的熱量相同，就說這一直流電的電流值是這一交流電的有效值。 (4) 無功功率： 在正弦電流電路中，復(fù)功率的虛部： ，且供給電感的無功功率為正值。 (6) 功率因數(shù)： 在交流電路中， 電壓 與電流之間的相位差 (Φ)的余弦叫做功率因數(shù)，用符號 cosΦ表示，在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和 視在功率 的比值，即 cosΦ=P/S 。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 系統(tǒng)初始化送液晶顯示切換A / D 通道配置A / D 采集環(huán)境推算電特性參數(shù) A / D 數(shù)據(jù)處理（濾波）開始一路A / D 是否結(jié)束N所有A / D 結(jié)束Yk e y A 按下？Yk e y C 按下？k e y B 按下？ NNYY調(diào)k y e A 子程序 調(diào)k y e C 子程序調(diào)k y e B 子程序中斷0 服務(wù)入口 中斷服務(wù)程序1記錄E I N T 0 上升沿時間中斷1 服務(wù)入口 中斷服務(wù)程序1記錄E I N T 1 上升沿時間中斷2 服務(wù)入口 中斷服務(wù)程序1記錄E I N T 2 上升沿時間 3 系統(tǒng)初始化 1 3 系統(tǒng)的初始化 系統(tǒng)的初始化 的含義 首先來講講系統(tǒng)初始化 ， 什么是系統(tǒng)初始化呢？ 初始化就是把變量 (variable)賦為默認(rèn)值，把控件設(shè)為默認(rèn)狀態(tài)，把沒準(zhǔn)備的準(zhǔn)備好。 每個軟件，或是工具，系統(tǒng)等都有一個初始 化。 把設(shè)置等都還原至那個位置。 初始化的執(zhí)行順序 每一個初始化部分里面的代碼在程序運行后，或庫的 beginend 塊運行之前。換句話說，就只在一個單元的初始化代碼運行前， delphi 就運行了特他使用的每一個單元的初始化部分。 程序代碼當(dāng)中可以有 Initialization 聲明部分。一般來說是：先 Initialization 單元，然后 interface 單元，然后 implementation 單元?？梢栽谶@里初始化字符串、動態(tài)數(shù)組、接口和 Variants 系統(tǒng)為什么要初始化呢？ 第一， 信息系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)庫為主的軟件系統(tǒng)，是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，必須設(shè)定數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的安全體 系否則無法保證數(shù)據(jù)安全； 第二，信息系統(tǒng)是組織的管理方法，必須具備組織使用的共享數(shù)據(jù)才能供組織使用； 第三，初始化的核心是數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，沒有歷史數(shù)據(jù)不能實現(xiàn)系統(tǒng)切換，無法使用； 第四，數(shù)據(jù)必須定期存檔和更新才能使信息系統(tǒng)有較高的運轉(zhuǎn)效率；西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 系統(tǒng)的啟動代碼 系統(tǒng)初始化主要是由軟件來完成的，一般在 32 位 ARM 應(yīng)用系統(tǒng)中，大多數(shù)軟件采用 C 語言來進(jìn)行編程，并且以嵌入式操作系統(tǒng)作為平臺，這樣能大大提升開發(fā)效率及軟件性能。因此從系統(tǒng)上電，到正式運行用戶的 main 函數(shù)之前，要運行一段代碼，這段代碼就稱為啟動代碼。 見 圖 22。 (1) 系統(tǒng)初試化的頭文件 （ ） ifndef __TARGET_H define __TARGET_H ifdef __cplusplus extern C { 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 endif ifndef IN_TARGET extern void Reset(void)。 endif ifdef __cplusplus } endif endi (2) 系統(tǒng)的初始化軟件 （ ） 。定義堆棧的大小 SVC_STACK_LEGTH EQU 0 FIQ_STACK_LEGTH EQU 0 IRQ_STACK_LEGTH EQU 256 ABT_STACK_LEGTH EQU 0 UND_STACK_LEGTH EQU 0 NoInt EQU 0x80 NoFIQ EQU 0x40 USR32Mode EQU 0x10 SVC32Mode EQU 0x13 SYS32Mode EQU 0x1f IRQ32Mode EQU 0x12 FIQ32Mode EQU 0x11 。The imported labels ?？焖僦袛喈惓Ｌ幚沓绦? IMPORT __main 。 目標(biāo)板基本初始化 。給外部使用的標(biāo)號在這聲明 EXPORT bottom_of_heap EXPORT StackUsr EXPORT Reset EXPORT __user_initial_stackheap CODE32 AREA vectors,CODE,READONLY 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 ENTRY 。中斷向量表 Reset LDR PC, ResetAddr LDR PC, UndefinedAddr LDR PC, SWI_Addr LDR PC, PrefetchAddr LDR PC, DataAbortAddr DCD 0xb9205f80 LDR PC, [PC, 0xff0] LDR PC, FIQ_Addr ResetAddr DCD ResetInit UndefinedAddr DCD Undefined SWI_Addr DCD SoftwareInterrupt PrefetchAddr DCD PrefetchAbort DataAbortAddr DCD DataAbort Nouse DCD 0 IRQ_Addr DCD 0 FIQ_Addr DCD FIQ_Handler 。軟中斷 SoftwareInterrupt 。0 DCD IRQEnable 。2 DCD FIQEnable 。關(guān) IRQ 中斷 MRS R0, SPSR ORR R0, R0, NoInt 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 MSR SPSR_c, R0 MOVS PC, LR IRQEnable 。關(guān) FIQ 中斷 MRS R0, SPSR ORR R0, R0, NoFIQ MSR SPSR_c, R0 MOVS PC, LR FIQEnable 。取指令中止 PrefetchAbort B PrefetchAbort ?？焖僦袛? FIQ_Handler STMFD SP!, {R0R3, LR} BL FIQ_Exception LDMFD SP!, {R0R3, LR} SUBS PC, LR, 4 InitStack MOV R0, LR 。設(shè)置管理模式堆棧 MSR CPSR_c, 0xd3 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 LDR SP, StackSvc 。設(shè)置中斷模式堆棧 MSR CPSR_c, 0xd2 LDR SP, StackIrq 。設(shè)置快速中斷模式堆棧 MSR CPSR