基于DSP+ARM的便攜式電能質(zhì)量分析儀設(shè)計(jì)

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括ARM部分WinCE操作系統(tǒng)定制、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)和DSP部分?jǐn)?shù)據(jù)處理程序設(shè)計(jì)。
2．1 WinCE操作系統(tǒng)定制及應(yīng)用程序設(shè)計(jì)
WinCE是模塊式、多任務(wù)、實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)，微軟公司提供了功能強(qiáng)大的開發(fā)工具，WinCE操作系統(tǒng)定制包括操作系統(tǒng)內(nèi)核定制、各相關(guān)驅(qū)動(dòng)程序編寫等。其內(nèi)核的定制使用PB(Platform Builder)軟件，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)使用EVC(Embedded Visual C++)。
系統(tǒng)應(yīng)用程序是在WinCE5．O上由VS 2005(Visual Studio 2005)開發(fā)的C#窗體應(yīng)用程序，其主要功能為：實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)界面、合理的功能設(shè)定、數(shù)據(jù)的接收顯示及存儲(chǔ)、對(duì)DSP和系統(tǒng)電源的控制等。
電能質(zhì)量分析儀應(yīng)用程序的界面是根據(jù)不同的測(cè)量用途來劃分的，分為示波器、功率和能量、諧波、向量圖、驟升驟降、閃變和瞬態(tài)等顯示界面，不同的顯示界面運(yùn)行著不同的顯示線程，每一個(gè)顯示線程都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸模式。ARM根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)傳輸模式來給DSP處理器發(fā)送命令，進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算和傳輸相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
2．2 數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)處理程序流程圖如圖3所示，程序啟動(dòng)后，DSP通過SetiaIs中斷讀取ADC采樣數(shù)據(jù)，同時(shí)接收SPI中斷，根據(jù)ARM系統(tǒng)的命令進(jìn)行相應(yīng)的電能質(zhì)量指標(biāo)計(jì)算，將計(jì)算數(shù)據(jù)通過Link Port傳送給FIFO供ARM系統(tǒng)讀取；IRQ0中斷用于控制數(shù)據(jù)傳送的節(jié)奏和數(shù)據(jù)同步。

2．3 數(shù)據(jù)處理算法介紹
電能質(zhì)量分析儀需要對(duì)電力信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析和暫態(tài)分析。穩(wěn)態(tài)分析包括檢測(cè)三相電壓、電流的有效值，電網(wǎng)頻率，電壓、電流的各次諧波及諧波總畸變率，電壓、電流中的正序和負(fù)序分量；三相不平衡等的計(jì)算。暫態(tài)信號(hào)分析包含電壓瞬變、短時(shí)電壓驟升、驟降、電壓閃變、短時(shí)嚴(yán)重波形畸變等檢測(cè)內(nèi)容。相對(duì)于穩(wěn)態(tài)分析，暫態(tài)電能質(zhì)量分析需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的測(cè)量與分析。