示地址从字模地址取左部字模地址字模地址指针计数器从字模地址取右部字模地址结束开始计数器图汉字显流程图本章小结本章详细介绍了本装置的软件系统设计。按照主程序各子程序的顺序，依次介绍了总体软件框图，叙述了数据采样程序数据处理程序通讯程序显示程序的原理以及软件流程图，并给出了相应的程序代码。结论与展望总结本文研究的电参量测试仪是根据当前电参量检测的现状提出的，所设计的装置是以公司的芯片为核心的，本装置充分利用的特点和自带功能，制定了具有定特色的三相电能质量测试仪设计方案。在研制该电能质量测试仪的过程中，主要做了如下的工作，并取得了定的成果从理论方面对测试仪的各项功能实现做了探讨。主要体现在各个电力参数的测量方法和测量的具体实现，把算法实际运用到本装置中，提高了运算的速度。理论上的研究为装置在实际中的功能实现提供了可靠的保证，并为装置在软件上的实现指明了方向。在装置的功能实现上，采用以低功耗带自带通道位高速的。模拟部分主要包括电源模块抗混叠低通滤波电路过零比较信号调理等数字部分主要包括串口通信键盘显示等。在划分各个功能单元的基础上，逐步调通了各自的硬件功能，为装置功能的最终实现奠定了基础。软件设计采用了以汇编语言为主，辅以语言的混合编程方式。其中汇编语言主要完成系统的初始化与各种算法，语言主要完成实时信号的分析。采用模块化编程思路，增加了程序的可读性和可移植性，同时为了增加装置使用的简洁性，采用键盘独立技术，简化了操作，最大限度发挥软件的作用展望本电力参数监测装置仍存在如下些不足本装置只能进行几个电参数的测量，没能检验全部功能。有些功能在实验条件下能实现，但现场条件能否实现尚不可知。整个系统的结构设计并非最优，还有些待改进的地方，在软件设计上讨论的并不深入。整个系统完全未达到实用化水平，还需要做些具体的工作。随着的技术的不断发震，的结构也越来越复杂，对它的编程和控制越来越困难，怎样对其编程才能发挥其性能和特点，实现多芯并行处理，我们可以引入实时操作系统来解决这个问题。通讯技术的发展，本设计使用的通讯方式是标准，使系统简洁维护方便价格低廉，但是现在的通讯方式发展是现场总线以太网以及无线局域网技术和技术，使系统的实时性空间性更进步提高。系统需要对此要做进步的扩展。参考文献潘贞存，陈青电能质量及其检测方法的研究山东电力技术林海雪现代电能质量的基本问题电网技术容健纲，张文亮电力系统谐波高电压技术中国电力出版社丁屹峰，浩忠电能质量检测技术现状及发展中国电力出版社高云鹏，滕召胜电能质量监测技术现状与发展方向仪器仪表用户，，，，，英著，陈健，陈伟，汪书宁等译算法应用与设计北京机械工业出版社，应启珩，冯云，窦维蓓离散时间信号分析和处理北京清华大学出版社，维纳恩格尔，约翰普罗克斯美数字信号处理使用西安西安交通大学出版社，丁玉美，高西全数字信号处理，西安西安电子科技大学出版社，，，，容健纲，张文亮泽电力系统谐波武昌华中理工大学出版社，张涛，蒋静坪，张项安与窗函数法结合设计数字滤波器的研究，华北科技学院学报李达义，陈乔夫，贾正春基于中函数的电力谐波分析方法，电测与仪表，薛蕙，杨仁剐基于的高精度谐波检测算法中国电机工程学报，致谢本论文是在刘老师的指导下顺利完成的。从课题的开始到现在，每次去见老师，老师都是花上整整三四小时的时间给我们讲解，无论是论文写作过程中的指导还是修改，老师都倾注了大量的心血。刘老师孜孜不倦精益求精的工作态度给我留下了深刻的印象，同时自己也受益匪浅。在这里，我由衷的感谢他，同时祝福他在事业上取得更大的收获。在这即将毕业之季，我还要感谢同窗好友，感谢你们在学习和生活上给我的帮助和支持，有了你们的加入使我的生活更加丰富和充实。特别感谢我的家人和朋友，证是他们多年来在物质和精神上给我的支持和鼓励，使我能够顺利读完大学，我将在以后的工作生活中不断进取，以更好的成绩作为回报。在这里，向他们表定时器的周期为定时器周期中断允许清除标志分频,使能定时器操作，连续增模式初始化寄存器设置中断服务程序入口地址中断开中断配置时间管理器定时器周期中断允许清除标志程序二滤波器程序定义系统参量滤波计算子程序程序三计算程序定义系统参量计算子程序程序四液晶显示程序初始化子程序主程序示最深切的谢意。附录程序采样程序等待个周期，复位模块能带隙和参考电路上电内核内的模拟电路上电核时钟分频器顺序采样模式仿真挂起时，序列发生器和其他轮询程序逻辑立即停止控制脉宽内核时钟预分频启动停止模式到达后序列发生器停止级联模式，和作为单个状态序列发生器工作使能中断文件中断允许清除中断标志向申请中断初始化系统关中断初始化中断初始化中断矢量表初始化寄存器初始化定时器周期及个周期内采样点数之间满足关系式对于周期为的信号，设采样由处开始，在个整周期中均匀采样次，则采样时间间隔，那么第次采样的时间为,同步采样法的实现可用以下两种方式硬件同步采样法软件同步采样法，下面分别加以介绍。硬件同步采样法硬件同步有多种形式，常见的是采用锁相环来实现频率跟踪电路的同步等间隔采样，输出个倍于被测信号频率的控制信号，控制采样保持电路和转换器。硬件同步由硬件同步电路向提供中断请求实现同步。锁相环实现同步采样的原理如下图所示软件同步采样法首先测出被测信号的周期，然后用除以周期内采样点数，即，得到采样间隔，以此确定定时器的计数值，用定时中断方式实现同步采样。由于采样间隔由定时器决定，而定时器初值由赋值，受其时钟周期不能无限小的限制，理论计算所得时间间隔与定时器设定的时间间隔相比，存在个偏差值，随着采样点的增加，偏差值小段累积，产生同步误差。设定时器的计数周期为，则定时器的计数值为为周期内采样点数，由于受定时器最大计数频率不能无限大的限制，般不为整数，只能对它取整，去掉小数部分。设去掉的小数部分为，取整为，以为定时器的计数值，则产生的周期误差为电参量的测量理想的交流供电系统中，三相交流电压是平衡的，其均方根值和频率都应是恒量，电压和电流的波形都为正弦波。电压的瞬时值可以表示为采样保持相位比较微处理系统压控震荡低通滤波分频器数模转换输入信号图采用锁相环路的同步采样原理图式中电压均方根值角频率频率初相角为电压正弦波的三要素，为基波。这种正弦形的基波周期函数对加减微分和积分等运算是封闭的。交流电压值电流值的测量在实际电力系统中，相电压有效值可表示为在数字处理系统中，模拟电信号经采样后离散化，以个周期内有限个采样电压瞬时值来代替个周期内连续变化的电压函数值，则有上式中相邻两次采样的时间间隔第个时间间隔的电压采样瞬时值个周期的采样点数若相邻两次采样的时间间隔都相等，在个周期内采样次数，则有电流有效值的计算方法与上述电压有效值方法相同。频率的测量对于个理想的正弦波如图所示，般可利用波形在三个过零点之间就是个整周期的特点，通过装置的过零比较器将波形转化为方波信号，用的捕获比较模块采集口来捕获波形中的两个上升沿，同时启动定时器计数，这样，两个上升沿之间定时器的计数差值即为个整周期的计数值如图所示根据实际调试及仿真，得出下面的计算方法。设所选晶振频率为单位为，则输入频率计算公式为功率因数测量在正弦波情况下，有功功率为，其中和为电压和电流的有效值，为功率因数。而在存在谐波的非正弦情况下，有功功率定义为经离散化后，以个周期内有限个采样电压和电流瞬时值来代替个周期内连续变化的电压和电流函数值，则有由于，则单相有功功率离散化后得图正弦波转换为方波示意图三相总的有功功率为各单相有功功率之向量和视在功率为各单相视在功率之和式中和为式中的各相电压和电流有效值。无功功率则为根据已经所得的有功功率和视在功率，可得功率因数本章小结本章主要介绍了采样的概念以及同步采样法的原理，对硬件同步采样法和软件同步采样法分别做了介绍，另外，从理论上分析了本装置所需测量的电压电流有效值功率电能等的测量原理，并给出了相应的计算公式。电参量检测系统的硬件介绍电参量检测系统的总体功能简介本测量装置主要进行些简单的参数测量，主要测量参数有电压有效值电流有效值系统频率功率因数。测量量程电压量程电流量程系统的总体构架在考虑系统的总图框架时，最主要的原则就是在满足系统性能要求条件下，减少外围设备的数量。整套装置以为核心，外围设备有系统电源模拟量输入通讯接口时钟接口键盘液晶显示外部存储等。系统硬件总体框图如图系统的电源部分采用稳压电源，使装置能在较宽的电压范围内正常工作。待测的电压电流信号经二级转换，转换为标称值为的电压信号，滤波后由过零比较器生成频率相同的方波，以便于测频和实现缺相检测。然后把滤波后的电信号变为适合输入的的电信号，最后送入来完成七路信号的数据采集。然后由完成数字滤波运算以及各电网参数的计算检测并进行各种判断，并将需要的数据存贮起来。系统时钟由外部晶振提供。装置的人机界面主要是键盘和显示。另外，装置可通过，传送信息，用来作为当地调试接