三相电能参数检测系统的设计与实现
发布时间：2021-05-17 21:43
随着世界能源需求量的增加和传统能源总量的下降,节能以及新能源相关技术的研究和应用引起了广泛的关注。在电能的利用中,同样关注其节能效果、用电品质等。由于PWM整流器具有能量双向流动、功率因数校正以及谐波抑制能力等优点,在能量回馈、新能源发电、电力传递等领域具有重要意义。本论文以绿色节能环保电梯系统为应用背景、以PWM整流器的电能检测系统为研究对象,进行了相应的设计与实现工作。通过各类方案的对比论证,选定了主控制器加专用计量芯片的系统设计方案。其中专用计量芯片选用了炬力公司的ATT7022B芯片,主控制芯片采用MSP430F169,加上实时时钟、液晶显示、EEPROM存储器以及RS485通讯等外围电路,组成了系统的硬件整体结构。在实现硬件平台的基础上,从系统可靠性出发,软件部分采用了基于时间触发式设计模式。文中给出了在MSP430单片机中时间触发式系统实现过程,详细地分析了作为时间触发系统核心的调度器的组成,并分别给出了合作式调度器和混合式调度器的实现函数。在时间触发式系统框架下,给出了串口通讯,SPI通讯,IIC通讯,液晶显示,按键检测等任务的实现思路以及关键代码,对于以后相关的应用具有...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 背景概述
1.1.1 研究背景
1.1.2 三相电能检测系统研究现状
1.2 课题来源与本文研究内容
1.2.1 课题来源
1.2.2 本文研究内容
第二章 电能检测系统硬件平台的总体设计
2.1 功能要求分析
2.2 电能检测方案的选定
2.3 电能测量芯片功能介绍
2.4 电能测量芯片外围连接电路
2.5 主控制芯片选择
2.6 AD 调理电路
2.7 人机接口模块设计
2.8 通信接口模块设计
2.9 时钟模块设计
2.10 储存模块设计
2.11 小结
第三章 电能检测系统中时间触发系统的构建
3.1 电能检测系统软件设计模式选择
3.2 时间触发系统中的调度器
3.3 MSP430中合作式调度器的实现
3.3.1 MSP430中的定时器
3.3.2 合作式调度器的构成
3.3.3 合作式调度器的数据结构
3.3.4 系统初始化函数
3.3.5 系统刷新函数
3.3.6 添加任务函数
3.3.7 “调度”函数
3.3.8 “删除任务函数”
3.4 MSP430中混合式调度器的设计
3.4.1 混合式调度器的数据结构
3.4.2 混合式调度器添加任务函数
3.4.3 混合式调度器系统“调度”函数
3.5 小结
第四章 电能检测系统中任务函数的编写
4.1 时间触发系统中任务总体架构设计
4.1.1 系统时标的选择
4.1.2 任务函数的设计思路
4.2 串口通讯的实现
4.3 SPI通讯的实现
4.3.1 SPI通讯介绍
4.3.2 SPI总线时序分析
4.3.3 SPI通讯的函数实现
4.4 IIC通讯的实现
4.4.1 IIC总线工作原理
4.4.2 IIC总线时序分析
4.4.3 IIC通讯的函数实现
4.5 按键的检测
4.6 液晶显示的实现
4.7 小结
第五章 电能参数检测系统的测试
5.1 整体测试
5.2 系统运行效果
5.3 小结
总结与展望
1 总结
2 结语与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]多功能电力仪表计量芯片[J]. 冯建勤,赵志永,乔智,仝战营. 电子设计工程. 2009(03)
[2]时间触发模式下的Protothreads设计应用[J]. 闫石,马潮. 单片机与嵌入式系统应用. 2009(01)
[3]时间触发控制系统模型的构建与执行[J]. 廖晓文,廖京盛. 组合机床与自动化加工技术. 2008(07)
[4]一种时间触发的多任务调度器设计[J]. 李奇,樊晓平. 单片机与嵌入式系统应用. 2008(05)
[5]基于低压电力载波单相电子式电能表的设计[J]. 程妮,胡汉梅. 现代电子技术. 2007(22)
[6]微控制器ATmega128时间触发嵌入式系统设计[J]. 陈宇珂,张兴安,蔡加宁. 医疗卫生装备. 2007(09)
[7]高精度三相电能计量芯片的比较[J]. 杜佳,贺少华,陈砚圃. 现代电子技术. 2006(23)
[8]电子式多功能电能表在计量管理中的应用[J]. 刘红姝,段宏伟,肖承仟. 供用电. 2006(05)
[9]基于ATT7022在线宽量程电能测量仪的设计与实现[J]. 陈建国,狄国伟,王福源. 现代电子技术. 2006(09)
[10]基于高速单片机内核的高精度三相数字电表设计[J]. 魏柠柠,金向东,吴红莲. 自动化仪表. 2006(02)
硕士论文
[1]基于专用芯片的三相多费率电能表研制[D]. 马文耀.南京航空航天大学 2007
[2]实时在线宽量程电能测量仪研制[D]. 狄国伟.郑州大学 2006
[3]电子式电流互感器及其与变电站自动化系统接口的研究[D]. 汪剑.华中科技大学 2006
本文编号：3192503
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 背景概述
1.1.1 研究背景
1.1.2 三相电能检测系统研究现状
1.2 课题来源与本文研究内容
1.2.1 课题来源
1.2.2 本文研究内容
第二章 电能检测系统硬件平台的总体设计
2.1 功能要求分析
2.2 电能检测方案的选定
2.3 电能测量芯片功能介绍
2.4 电能测量芯片外围连接电路
2.5 主控制芯片选择
2.6 AD 调理电路
2.7 人机接口模块设计
2.8 通信接口模块设计
2.9 时钟模块设计
2.10 储存模块设计
2.11 小结
第三章 电能检测系统中时间触发系统的构建
3.1 电能检测系统软件设计模式选择
3.2 时间触发系统中的调度器
3.3 MSP430中合作式调度器的实现
3.3.1 MSP430中的定时器
3.3.2 合作式调度器的构成
3.3.3 合作式调度器的数据结构
3.3.4 系统初始化函数
3.3.5 系统刷新函数
3.3.6 添加任务函数
3.3.7 “调度”函数
3.3.8 “删除任务函数”
3.4 MSP430中混合式调度器的设计
3.4.1 混合式调度器的数据结构
3.4.2 混合式调度器添加任务函数
3.4.3 混合式调度器系统“调度”函数
3.5 小结
第四章 电能检测系统中任务函数的编写
4.1 时间触发系统中任务总体架构设计
4.1.1 系统时标的选择
4.1.2 任务函数的设计思路
4.2 串口通讯的实现
4.3 SPI通讯的实现
4.3.1 SPI通讯介绍
4.3.2 SPI总线时序分析
4.3.3 SPI通讯的函数实现
4.4 IIC通讯的实现
4.4.1 IIC总线工作原理
4.4.2 IIC总线时序分析
4.4.3 IIC通讯的函数实现
4.5 按键的检测
4.6 液晶显示的实现
4.7 小结
第五章 电能参数检测系统的测试
5.1 整体测试
5.2 系统运行效果
5.3 小结
总结与展望
1 总结
2 结语与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]多功能电力仪表计量芯片[J]. 冯建勤,赵志永,乔智,仝战营. 电子设计工程. 2009(03)
[2]时间触发模式下的Protothreads设计应用[J]. 闫石,马潮. 单片机与嵌入式系统应用. 2009(01)
[3]时间触发控制系统模型的构建与执行[J]. 廖晓文,廖京盛. 组合机床与自动化加工技术. 2008(07)
[4]一种时间触发的多任务调度器设计[J]. 李奇,樊晓平. 单片机与嵌入式系统应用. 2008(05)
[5]基于低压电力载波单相电子式电能表的设计[J]. 程妮,胡汉梅. 现代电子技术. 2007(22)
[6]微控制器ATmega128时间触发嵌入式系统设计[J]. 陈宇珂,张兴安,蔡加宁. 医疗卫生装备. 2007(09)
[7]高精度三相电能计量芯片的比较[J]. 杜佳,贺少华,陈砚圃. 现代电子技术. 2006(23)
[8]电子式多功能电能表在计量管理中的应用[J]. 刘红姝,段宏伟,肖承仟. 供用电. 2006(05)
[9]基于ATT7022在线宽量程电能测量仪的设计与实现[J]. 陈建国,狄国伟,王福源. 现代电子技术. 2006(09)
[10]基于高速单片机内核的高精度三相数字电表设计[J]. 魏柠柠,金向东,吴红莲. 自动化仪表. 2006(02)
硕士论文
[1]基于专用芯片的三相多费率电能表研制[D]. 马文耀.南京航空航天大学 2007
[2]实时在线宽量程电能测量仪研制[D]. 狄国伟.郑州大学 2006
[3]电子式电流互感器及其与变电站自动化系统接口的研究[D]. 汪剑.华中科技大学 2006
本文编号：3192503
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