基于MSP430F449单片机的电能质量检测装置的总体设计
摘要：电能质量不仅对企业、国家的电网的使用的可靠性、对于生产经济方面也有很大方面的重要性。一个方面来说，当前的精密设备均已高自动高智能的电子设备作为使用设备，安全性十分高，对于外界环境的干扰也会变得十分微弱造成最后的测量结果不会受到太大影响，对于外部环境的骤变诸如电压的突然变化等因素都不会带来什么影响。
当前随着计算机技术的不断发展，电子电工技术也逐步和网络相结合电网网络技术的不断推进和改善，使得我国的相关研究领域不断深入，电能质量检测正往长时间在线检测、定时的进行数据分析、自动控制电网的传输质量、推广向网络化和大众化发展。
我们介绍力量质量参量基本算法。 包括FFT算法和基本的AC参量演算方法。在这我们重点讨论了6个交流参数的计算。在设计时我们必须将单片机资源的损耗计算在内，但是我们要注意电能质量的变频变动，我们要通过暂时形态电压的变化进行计算
整个系统中关键部分，以及相关的原理介绍，并且给了想对应的电能上的参数和计算系统硬件方面的配置以及相应的制作流程公式，软件部分的模块，最后是软硬件的调试，为实现在线续航时间比较长和检测控制系统的稳定。
关键词：电能质量检测；同步采样；FFT ；MSP430F449
Abstract
Power quality monitoring is a key part for the controlling of power quality. It also play an important role in supervising and managing of power system, and at the same time it is a necessary means for providing better power quality .It is of great importance to research and develop a powerful functions power quality monitoring system.
Based on analyzing of the power quality indexes and its synthetical evaluation methods, this article designs a power quality monitor and its software.
In this paper, a power quality monitoring system based on MSP430F449 was put forward. Blocking method was adopted in designing of the system hardware, which contained analog part and digital part, and synchronous sampling of alternating current signals was realized by Phase-locked and double frequency circuits. Blocking method employing FFT was also adopted in designing of the system software, which included system initializing, software of the measured indexes and interface of the LCD.
Keywords: Survey of Power quality; Synchronous sampling; FFT；MSP430F449
目 录
摘要..................................................................................I
Abstract.................................................................................II
第1章 绪论................................................................................1
1.1课题背景及意义.........................................................................2
1.2国内外研究电网的现状以及电能质量检测上的趋势.......................2
1.3本文课题研究内容...................................................................................2
第2章 系统原理设计........................................................................................4
2.1 交流采样原理.............................................................................................4
2.2 基本交流电参数计算原理..........................................................................7
2.3 本章小结.....................................................................................................10
第3章 系统的整体方案...........................................................。。...................12
3.2 信号采集电路..............................................................................................13
3.3 MSP各模块电路设计..............................................................................16
第4章 主程序设计.............................................................................................20
4.1 数据采集程序设计..........................................................................................20
第5章 调试及运行结果......................................................................................24
5.1 软件硬件电路的调试..................................................................................24
5.2 系统运行结果测试.........................................................................................26
5.3 误差分析........................................................................................................29
结论.........................................................................................................................30
参考文献..................................................................................................................31
附 录 软硬件电路原理图.....................................................................................32
附 录 程序代码........................................................................................................................33
第一章 绪论
1.1课题背景及意义
电能不但一种绿色环保、经济适用各大家庭且便于输送、掌握和转换的能源之一，而且是当代的政府所大力提倡的新生代的重要能源。与其他商品一样，电能也要有质量上的把关，其多样性就在于电能质量有多方面因素的保护。
电能质量不仅对企业、国家的电网的使用的可靠性、对于生产经济方面也有很大方面的重要性，而且它质量的好坏能够直接的确定用户使用电网是否有安全隐患。一个方面来说，当前的精密设备均已高自动高智能的电子设备作为使用设备，安全性十分高，对于外界环境的干扰也会变得十分微弱造成最后的测量结果不会受到太大影响，对于外部环境的骤变诸如电压的突然变化等因素都不会带来什么影响。另一方面，伴随着世界的不断进步，科学技术的不断突破，使得当前电力领域的组成要素之间，结构发生了变化，与此同时对电网的干扰也越来越严重，这其中的干扰波动也是逐年递增的趋势，从而使得电网在各个方面都有了危机四伏的局面，同时也会直接的给国家带来巨大的经济损失。
1.2国内外研究电网的现状以及在电能质量检测上的趋势
就国际上来说我国的电网研究水平仍和国际上有很大差距，但是我们仍旧已经拥有了属于自己的研究成果，我国的逐步斤不是的国际上也开始对我国重视起来，开始引进我国的技术和产品。其中Elspec公司的Elspec G4400是最有权威性的，它采用数据压缩技术，能够达到长时间的监控数据。然而我国对于检测电质方面技术还不是特别纯熟，在这块领域里火的的称过最具有代表性的就是长沙威盛企业和浙江大学共同研发的WPQ1000A型电能质量监测仪。
电能系统的不断的发张以及电网中的各类的非线性的负荷不断的增加，电能质量了的控制、检测和如何安全有效的管理以及引起了国家和社会的大力关注。物联网、电子技术、计算机研究行业等高等技术行业的发展和进步，在电能方面的要求是越来越高，电能质量这个重大的国际问题，是当代的投资上衡量一个大的项目时的一个重大的关口。
1.3 本文课题研究内容
当前随着计算机技术的不断发展，电子电工技术也逐步和网络相结合电网网络技术的不断推进和改善，使得我国的相关研究领域不断深入，电能质量检测正往长时间在线检测、定时的进行数据分析、自动控制电网的传输质量、推广向网络化和大众化发展。如下：
(1)当前的芯片种类繁多，然而兼具性价比，适合大众研发使用的还是DSP芯片，为科研人员研究更加完善的算法打下了坚实的基础，检测仪器更高效的为我们提供了使用的高效性。
(2)通信技术融入到了检测质量的研究发展中，为其提供更好的研究便捷。
(3)嵌入式系统呈飞跃上升的趋势，使得我们的操作设计往电能质量检测方面走向，更好的为系统提高了稳定性和安全性使得开发项目的难度大大的得到了降低，减少了开发商技术上的难度。
本课题研究的内容
电能首先是要一个信号采集其次就是芯片、硬件和软件方面的调试。
本论文主要的内容是：
章节2中，介绍了整个系统中关键部分，以及相关的原理介绍，并且给了想对应的电能上的参数和计算公式。
章节3中，介绍系统硬件方面的配置以及相应的制作流程。主要包括了一个贯穿整个结构体系的设计、数字以及模拟部分的设计，然后对这些地方做详细的说明分析。
章节4中，第一介绍了软件系统设计时需要注意的方面，然后介绍其需要设计的模块。
章节5中，给出了软件系统设计之后调试运行的结果截图，并且分析其可能产生的误差并做出相应的分析。
最后梳理整个毕业设计对设计系统做出一个总结。
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