基于DSPIC的电参数测量仪主电路研发

文档编号:DQ236   文档字数:21187,页数:57

摘要
 随着科技进步，仪器设备的使用越来越多，保证设备的安全正常运行很重要。电网质量的好坏对设备的影响较大，对电网中的各个参数进行测量，便于实时检测，保护设备。对于电参数测量电路的研究很有必要。
 本设计用电压和电流互感器构建信号转换电路。以Microchip公司的dsPIC30F6012为主控芯片，对采集的电压电流参数进行转换处理，测取电压、电流、有功功率、谐波等，通过液晶显示进行实时监控，并通过RS232或RS485通讯接口与上位机进行通信。本系统采用软硬件结合的方式，简化了硬件电路，提高系统的可靠性，增加稳定性。软件编译采用模块化。本系统集测量、控制、显示等功能于一体，能很好的应用于实际生产中。
 
关键词： 电参数测量 dsPIC FFT 液晶显示 通信

Abstract
 With the scientific and technological progress, the equipment is used more and more, ensured normal and safe operation of the equipment is important. Quality of electrical network will have a greater impact to equipment. Measured each parameter by electrical network, convenient for real-time monitoring and protection equipment. Researched the electrical parameters of measurement circuit is necessary.
 The project uses voltage and current mutual inductors to construct signal transition circuit. dsPIC30F6012 which produced by Microchip Company is the main-control chip. Calculated the voltage, current, active power, harmonics, and so on by voltage and current parameters of the collection and processing conversion. Parameters used LCD display. System is communicated with the PC by RS232 or RS485 communication interface. It adopts unite hardware and software. It makes hardware circuit easier, enhances reliability of system and increases stability. Software designing adopts modular. The system which includes measuring, controlling, displaying and other function has the characteristics of multi-function, it must good used in the production.
 
Keywords: Electrical Parameters’ Measuring, dsPIC, FFT, LCD, Communication

目 录
摘要..Ⅰ
Abstract.Ⅱ
1 绪论1
 1.1 电参数测量电路的研究背景和意义.1
 1.2 国内外的现状...1
 1.3 本课题研究的主要内容....3
2 电参数测量仪设计方案比较4
 2.1 基于单片机的测量.4
 2.2 基于DSP的测量...4
 2.3 基于dsPIC的测量.4
 2.3.1 dsPIC的产生4
 2.3.2 dsPIC型号的选择 5
 2.3.3 基于dsPIC的测量.5
3 电参数计算及快速傅立叶变换算法的设计7
 3.1 测量信号的提取 7
 3.2 电参数计算.7
 3.3 快速傅立叶变换 9
4 硬件设计16
 4.1测量仪电路特点 16
 4.2 系统总体方案.16
 4.3电源的设计16
 4.3.1 5V工作电压16
 4.3.2 电参数采集电路17
 4.3.2.1 电压互感器17
 4.3.2.2 电流互感器18
 4.4 dsPIC30F6012外部数据存储器和程序存储器的扩展19
 4.4.1 AT24C16的基本情况20
 4.4.2 读/写时序及I/O口实现20
 4.5 dsPIC30F6012与时钟芯片接口电路21
 4.6 dsPIC30F6012与液晶模块接线电路22
 4.7 dsPIC30F6012的串口通讯电路.23
 4.7.1  RS232串口通讯..23
 4.7.2 RS485串口通讯24
5 软件设计26
 5.1系统的程序框图...26
 5.2 数据采集程序 27
 5.3 时钟程序 28
 5.4 液晶显示程序.30
6 总结 32
致谢 33
参考文献 34
附录1
附录2

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