沿，中寄存器的内容将被更新。这意味着在每个读序列之前，信号必须被触发，这样才能更新输出缓冲器。通过的中断子程序将的引脚置低可以保存输入的数据，之后可再将引脚置高。采样系统的软件设计语言以及汇编语言混合编程组成了的软件设计。通过基于汇编语言的算法，能够实现提高程序代码的效率。语言编程则运用于其他部分，对于增强程序可读性，便于程序调试很有帮助。这个系统的软件设计内容包括这几个部分内置外围电路的驱动模数转换启动数据的实时采集。硬件的底层操作在这些驱动程序中完成，般要求及时对数据进行处理，所以应该在中断处理模块中操作。本软件设计的着重点在于模数转换的启动和利用中断程序完成数据的实时采集。采样系统的软件设计流程的软件设计流程如下首先，利用芯片的事件管理器中的全比较单元产生保持信号给。当接收到此信号并且其个通道引脚保持了的低电平时，模数转换开始。其次，利用芯片的外设中断引脚来接收转换完成时传来的低电平信号，进而触发中断服务程序。最后，在中断服务程序中将引脚置低以使转换结果寄存器中的数据从并行总线上读出。采样系统的软件程序设计系统程序设计分为两个部分系统初始化和主程序。其中初始化模块只在系统上电时执行次，主要是对系统状态寄存器的设置中断标志和允许的设置看门狗的设置定时器初始化通用口的设置和初始化。初始设置完成并得到开机信号后，系统进入循环等待状态。主程序包括保持信号的开启，中断程序的开启。波形原理为了达到采样系统实时性的要求，本文设计了在的每个转换周期内对路同时采集次。因为利用的全比较单元来作为的保持信号，所以要对全比较单元产生波形的原理加以介绍。首先，先介绍的通用定时器的比较操作和波形的原理。,简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的种非常有效的技术。简单来讲，它是矩形脉冲波，以周期，频率和占空比来描述。在事件管理器中，每个通用定时器都有个比较寄存器和个输出引脚。通过定时器计数器寄存器的值不断与比较寄存器比较，当的值等于的值时，就发生了比较匹配事件，如果中断使能，则产生个比较中断的请求。当工作于连续增计数模式时，引脚输出不对称的波形，此时的控制寄存器的位值为。当发生比较匹配时，如果的位为，定时器比较操作被使能，同时的位为，定时器比较输出被使能，引脚的电平就会发生跳变，从而输出不对称的波形。引脚的输出极性由的位的值来决定。如果的值为，的输出极性为高电平有效，即个计数周期中，比较匹配后输出高电平，其余时间输出低电平。下面来推导波形的参数。当定时器工作于连续增计数模式时，个周期为个定时器时钟脉冲，假设定时器计次数所需要的时间为,则定时器计数个周期所需的时间为其中，定时器的时钟频率的倒数就是每个时钟脉冲的时间宽度。计数个周期所花的时间当为高电平有效时，占空比为当的外部晶振频率为时，通过内部的锁相环模块得到系统时钟，假设寄存器的值为,则取则就等于，达到所能支持的最高时钟频率。信号需要通过高速预定标因子才能得到提供给高速外设的高速时钟。假设高速预定标寄存器的值为，则对于定时器的时钟，取决于控制寄存器中的第位，定时器输入时钟预定标因子的值，假设其值为，则在本设计中，取，取，则。由于本设计需要用到个波形输出来作为信号，而定时器比较功能只能产生路波，所以选用全比较单元来生成波。全比较单元生成时，原理与定时器比较功能相类似，只不过全比较的波形生成用的比较寄存器是。的比较使能定时器中断清除定时器中断的标志位主程序及中断程序的按照如图所示的个步骤来处理中断。首先由外设向提出中断请求，然后如果这个中断是可屏蔽中断，便会去检查这个中断的使能情况，再决定是否响应该中断。如响应，接着，会完整地执行完当前指令，为了记住当前主程序的大部分内容。在准备工作做完之后，就取回中断向量，开始执行中断服务子程序。当然，处理完相应的中断事件之后，就回到原来主程序暂停的地方，恢复各个寄存器的内容，继续执行主程序。图处理中断的个步骤本采集系统所需要用的是由的引脚输出低电平所触发的外设中断。将的引脚与的引脚相连，此引脚为与共用的外设中断。另外，当中断产生时，利用通用输入输出引脚来将置低。主程序主要涉及控制寄存器和中断向量表的初始化转换时钟与中断的开启。程序代码开全局中断开实时中断使能中断置为低电平结论电能作为种特殊的商品其安全性与可靠性已经越发为人们所重视。电能质量的下降会给生产部门带来严重的损失。所以，设计良好的电能质量采集系统对于监测电能的扰动与变化具有重要的意义。为了满足实时性，精确性的电力系统电能质量监测，本设计采用了与芯片的结合。是具有高速性低能耗性的位模数转换器，它的采样速率可达，能够满足数据转换的精确性要求，实现高速的数模转换功能。本设计的硬件电路设计方面具有的特点是的最小系统设计和与的连接电路。电源电路的设计采用数字模拟地分离设计。电压转换电路利用的将输入的电压转换为和。此外，还具有欠压复位功能。就与的连接而言，本设计利用的通用输入输出功能输出波形来作为的信号，将引脚与引脚相连。软件设计的角度而言，本设计利用了的外设中断引脚来触发转换后的数据的读取，这也是充分利用了的工作原理。同时，本设计还使用了的通用输入输出口的引脚，用来置低电平与的引脚以使数据并行输出。另外，为满足实时性要求，本设计还设置了的全比较波形的周期以匹配的转换时间，每隔对数据进行次读取。谢辞参考文献智泽英，杨晋岭，刘辉控制技术实践北京中国电力出版社，邵玉魁，谢朋海，张德志基于的电能质量监测装置的设计太原理工大学学报裴恒，宋立新，张开玉基于的电能质量参数采集哈尔滨理工大学学报张亚迪，陈柏超高速转换器在电能质量监控系统中的应用新特器件应用,刘向东技术原理与应用北京中国电力出版社，苏奎峰原理与开发北京电子工业出版社，徐林军原理与应用北京北京航空航单元所使用的时基是由来提供的，也就是在使用产生波形时，用到的是和。和通用定时器产生的波形样，当工作于连续增计数模式时，比较单元输出不对称的波形。对于本设计，外部晶振为的芯片的转换周期为,所以要设置全比较单元的波形的周期为。于是就需要对周期寄存器进行相应的设置。将计数模式设为连续增。依据公式，的周期,其中为,为,则可得。另外，的个转换通道只要保持的低电平就会启动转换，那么只要使得波形的低电平脉冲时间大于即可。本设计将引脚极性设为高电平有效，且,依据公式，占空比为百分之五，其中有的低电平作为信号。在转换完成之后，相应的引脚输出低电平触发中断程序，这时候需要读取数据，所以要将的引脚置低。这就可以将里的引脚与相连，并将其初始化为通用的口，方向为输出，待中断程序触发时，置为低电平。初始化及控制程序系统控制模块的初始化系统控制与状态寄存器的定义禁止看门狗对于的晶振，系统时钟延时，使得能完成上面语句的操作设定高速时钟设定低速时钟使能的时钟命令文件的编写该文件中用到了两个伪指令和部分代码,初始化模块设置引脚设置引脚设置引脚将引脚设置为口引脚方向为输出引脚初始化为高电平初始化模块设置为连续增模式使用内部时钟使能定时器比较操作周期为的波形使能比较单元的比较操作全比较输出占空比为率偏差中所具体的规定电力系统正常运行条件下频率偏差限值为，在系统容量处于较小范围的时候，偏差限值可放宽至，与此同时，关于系统容量大小的界限的标准被没有确切说明。在全国供用电规则中做出了说明供电局供电频率的所能够允许的范围差距其电网容量于万千瓦及以上者为电网容量于万千瓦以下者，为。从现实来看，全国各大电力系统的实际运行都停留在不大于范围之内。公用电网谐波依照电能质量公用电网谐波中规定各级公用电网电压相电压总谐波畸变率是为，为，为，为对谐波电流的用户注入有相关要求，即其允许值需要确保所有级别电网谐波电压在限值的范围之内，所以各级电网谐波源形成的电压总谐波畸变率的国家标准为为，为，为，为。另外，电力网络以及及其供电的电力用户要依据本标准来运营。电能质量监测系统的数据采集模块电能质量监测就是收集关于电压和电流的数据，发送对处有用的数据，并将那些数据转换成决策信息的过程。电能质量监测系统的数据采集模块主要包括输入信号调理模块和转换模块。输入信号调理模块输入信号调理模块的关键技术在于对电压信号的精确采集。传统的电压传感器采用电磁型互感器，在设计时仅仅考虑精确传递的标准正玄波，因此电磁型互感器二次侧很难真实反映次侧待测电压电能质量指标。基于霍尔原理的霍尔电压传感器克服了电磁型互感器只适用于工频测量的缺点，只需外接正负直流电源，被测电压母线只需接于原边端子，然后在副边端再做些简单的连接即可完成主电路与控制电路的隔离检测，电路设计非常简单。它具有如下的特点可以测量任意波形的电流和电压，如直流，交流，脉冲波形等，甚至对瞬态峰值的测量。副边电流忠实地反映原边电流的波形。而普通互感器则是无法与其比拟的，它般只适用于测量正玄波。原边电路与副边电路之间完全电绝缘，绝缘电压般为，特殊要求可达。精度高。在工作温度区内精度优于，该精度适合于任何波形的测量。而普通互感器般精度为，且适合正玄波形。线性度好，优于。动态性能好。响应时间。工作频带宽。在频率范围内精度为。在频率范围内精度为。测量范围。霍尔传感器模块为系统产品，电流测量可达,电压测量可达。过载能力强。当原