电力参数监测系统的设计.doc

SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　ＯＦ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ毕业设计说明书电力参数监测系统的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文涉密论文按学校规定处理作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日摘 要近年来，由于大量电力电子变流装置和非线性设备的广泛应用，使得电网中的电压、电流波形发生畸变，造成电能质量的严重恶化；同时，微电子技术的发展使得各种自动化装置广泛应用，极大地提高了社会生产力，而这些装置对于电能质量下降极为敏感，因此在生产过程中出现许多严重的事故，造成了巨大的损失因此为了提高电能质量，首先必须能准确、完整的对电力参数进行检测和分析。

本系统应用了TMS320LF2407A数字信号处理器，实现对三相电网3路电压、3路电流、功率等基本参数的实时测量，还具备谐波分析的功能该系统能够自动采集电网实时电压、电流等数据，采用交流采样技术，实现多种电力参数的实时测量；通过基于DSP芯片的FFT算法进行数据处理；并通过液晶屏显示三相电压平均值、三相电流平均值、谐波、功率等特征值和三相电压电流波形同时本系统还有数据上传功能，可以实现分析结果的实时上传，便于数据的进一步分析、统计和存储，为电力部门的安全生产提供长期有效的依据关键词：电力参数；TMS320LF2407A；数字信号处理；FFT；谐波分析；液晶屏AbstractIn recent years．with the wide application of various kinds of electric and electronic convertors and other non-linear load, this call make the voltage and current waveform distort and result in the serious depravation of power quality．At the meantime，the microeletronic technology development causes each kind of automated equipment widespread application，enormously enhanced the social productive forces．These installments are extremely sensitive to the electrical energy drop in quality, SO many serious accidents happen in the production process and has created massive loss． To enhance the quality of electrical energy, first of all the testing and analysis of electrical parameters must be accurate and complete．The digital signal processor TMS320LF2407A is used for this system，it Can realize real time measurement to some base parameter of three-phase voltage，three-phase current and power etc，meanwhile, it has the function of harmonic analysis．The system Can collect voltage and circuit of the electric grid real time．In this paper, the technology of alternating current sampling is proposed．It Call realize real time measurement of various electric parameter．This system can proess of data according to the FFT algorithm of DSP chip．It displays three-phrase voltages average and three-phase current’s average，power, harmonic，three-phase voltage and current waveform by LCD．Meanwhile, the system has the function of transfer data, it is convenience for the data further analysis，the statistics and the memory．It can provide the long-term effective basis for the electric power departments safety in production．Key words：Electric parameter；TMS320LF2407A；Digital signal processing;FFT; Harmonic analysis; LCD目 录摘要 ………………………………………………………………………… IAbstract ………………………………………………………………………… II目录 …………………………………………………………………………… III第一章 引 言 ………………………………………………………………… 11.1 研究目的及意义 ………………………………………………………… 11.2 国内外研究概况 ………………………………………………………… 21.3 本文主要研究内容 ……………………………………………………… 3第二章 系统的整体设计方案 ………………………………………………… 52.1 系统功能及总体结构 …………………………………………………… 52.1.1系统实现功能 ………………………………………………………… 52.1.2系统设计方案 ………………………………………………………… 52.2 DSP芯片的选择 ………………………………………………………… 62.3 DSP编程 ………………………………………………………………… 7第三章 电力参数测量及其计算原理 ……………………………………… 123.1 电力参数的直流采样算法 ……………………………………………… 123.2 电力参数的交流采样算法 ……………………………………………… 133.2.1半周期积分法 ……………………………………………………… 133.2.2均方根算法 ………………………………………………………… 133.3 基于FFT的电力参数测量 ……………………………………………… 143.3.1离散傅立叶变换 …………………………………………………… 143.3.2快速傅立叶变换 …………………………………………………… 163.3.3电力参数测量原理 ………………………………………………… 19第四章 系统硬件电路设计 ………………………………………………… 214.1 DSP最小系统设计 ……………………………………………………… 214.1.1存储器扩展 ………………………………………………………… 214.1.2复位电路 …………………………………………………………… 224.1.3时钟电路 …………………………………………………………… 234.1.4电源电路 …………………………………………………………… 244.1.5 JTAG接口 ………………………………………………………… 264.2 A/D转换电路 …………………………………………………………… 264.3 信号调理电路 …………………………………………………………… 274.4 时钟电路 ………………………………………………………………… 284.5 键盘、液晶显示电路 …………………………………………………… 294.6 串行通信接口电路 ……………………………………………………… 30第五章 系统软件设计 ……………………………………………………… 32 5.1 数据采集模块 …………………………………………………………… 33 5.2 数据处理模块 …………………………………………………………… 335.2.1数据存储 ……………………………………………………………… 335.2.2 FFT的实现 …………………………………………………………… 355.3 时钟模块 ………………………………………………………………… 365.4 按键显示模块 …………………………………………………………… 375.5 数据通信模块 …………………………………………………………… 41结 论 ………………………………………………………………………… 44参考文献 ………………………………………………………………… 46致 谢 ……………………………………………………………………。