基于DSP+ARM的便攜式電能質(zhì)量分析儀設計

2 系統(tǒng)軟件設計
系統(tǒng)軟件設計包括ARM部分WinCE操作系統(tǒng)定制、應用程序設計和DSP部分數(shù)據(jù)處理程序設計。
2．1 WinCE操作系統(tǒng)定制及應用程序設計
WinCE是模塊式、多任務、實時嵌入式操作系統(tǒng)，微軟公司提供了功能強大的開發(fā)工具，WinCE操作系統(tǒng)定制包括操作系統(tǒng)內(nèi)核定制、各相關驅(qū)動程序編寫等。其內(nèi)核的定制使用PB(Platform Builder)軟件，相應的驅(qū)動程序開發(fā)使用EVC(Embedded Visual C++)。
系統(tǒng)應用程序是在WinCE5．O上由VS 2005(Visual Studio 2005)開發(fā)的C#窗體應用程序，其主要功能為：實現(xiàn)良好的人機界面、合理的功能設定、數(shù)據(jù)的接收顯示及存儲、對DSP和系統(tǒng)電源的控制等。
電能質(zhì)量分析儀應用程序的界面是根據(jù)不同的測量用途來劃分的，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，不同的顯示界面運行著不同的顯示線程，每一個顯示線程都有一個對應的數(shù)據(jù)傳輸模式。ARM根據(jù)這個數(shù)據(jù)傳輸模式來給DSP處理器發(fā)送命令，進行相應計算和傳輸相應的數(shù)據(jù)。
2．2 數(shù)據(jù)處理程序設計
數(shù)據(jù)處理程序流程圖如圖3所示，程序啟動后，DSP通過SetiaIs中斷讀取ADC采樣數(shù)據(jù)，同時接收SPI中斷，根據(jù)ARM系統(tǒng)的命令進行相應的電能質(zhì)量指標計算，將計算數(shù)據(jù)通過Link Port傳送給FIFO供ARM系統(tǒng)讀??；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)量分析儀需要對電力信號進行穩(wěn)態(tài)分析和暫態(tài)分析。穩(wěn)態(tài)分析包括檢測三相電壓、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、電流中的正序和負序分量；三相不平衡等的計算。暫態(tài)信號分析包含電壓瞬變、短時電壓驟升、驟降、電壓閃變、短時嚴重波形畸變等檢測內(nèi)容。相對于穩(wěn)態(tài)分析，暫態(tài)電能質(zhì)量分析需要對信號進行快速、實時、準確的測量與分析。