基于DSP的智能電表的研究.pdf

1、國內(nèi)傳統(tǒng)的交流電表的測量方式多為模擬乘法器的功率變換器或以數(shù)字乘法器為核心的功率變換器，前者準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度不理想，而后者成本高，不能同時(shí)測量三相電壓、電流和功率。為了更好地滿足計(jì)算過程中準(zhǔn)確性、精確性、快速性和寬頻帶的要求，克服目前國內(nèi)現(xiàn)行的電表存在的局限，本文提出基于DSP的智能電表的設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)技術(shù)。該電表采用雙CPU結(jié)構(gòu)，其實(shí)現(xiàn)方案是用數(shù)字信號(hào)處理器TMS320VC5402完成數(shù)據(jù)處理功能，用單片機(jī)8051完成管理功能。由于采用

2、了DSP技術(shù)，使得該電表不僅具有一般智能儀器的特點(diǎn)，還能實(shí)現(xiàn)了高速、多點(diǎn)采樣及大量累加和實(shí)時(shí)運(yùn)算，大大減小了高次諧波對測量精度的影響，因此還具有實(shí)時(shí)性好、測量精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 本文主要包括以下三個(gè)方面的工作： (1)智能儀器的設(shè)計(jì)原則及優(yōu)點(diǎn)首先討論智能儀器的設(shè)計(jì)原則和典型結(jié)構(gòu)，其次討論智能儀器的優(yōu)點(diǎn)，最后討論如何應(yīng)用智能儀器設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)智能電表。 (2)智能電表的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)分析智能電表應(yīng)該具備的功

3、能，給出該儀表的總體設(shè)計(jì)框圖，詳細(xì)討論了該電路的核心芯片選取、前置電路實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計(jì)并給出了核心芯片一高速數(shù)字處理器TMS320VC5402的詳細(xì)參數(shù)；討論廣泛使用的諧波分析算法FFT原理和實(shí)現(xiàn)方法并對提出利用加窗插值算法、修正理想采樣頻率技術(shù)和采樣鎖相環(huán)電路對該算法進(jìn)行改進(jìn)，利用TMS320VC5402匯編程序完成該算法；使用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)手段，利用單片機(jī)匯編指令實(shí)現(xiàn)按鍵的掃描程序、按鍵分析程序和按鍵控制程序。 (3