基于DSP+ARM的便携式电能质量分析仪设计

2 系统软件设计
系统软件设计包括ARM部分WinCE操作系统定制、应用程序设计和DSP部分数据处理程序设计。
2．1 WinCE操作系统定制及应用程序设计
WinCE是模块式、多任务、实时嵌入式操作系统，微软公司提供了功能强大的开发工具，WinCE操作系统定制包括操作系统内核定制、各相关驱动程序编写等。其内核的定制使用PB(Platform Builder)软件，相应的驱动程序开发使用EVC(Embedded Visual C++)。
系统应用程序是在WinCE5．O上由VS 2005(Visual Studio 2005)开发的C#窗体应用程序，其主要功能为：实现良好的人机界面、合理的功能设定、数据的接收显示及存储、对DSP和系统电源的控制等。
电能质量分析仪应用程序的界面是根据不同的测量用途来划分的，分为示波器、功率和能量、谐波、向量图、骤升骤降、闪变和瞬态等显示界面，不同的显示界面运行着不同的显示线程，每一个显示线程都有一个对应的数据传输模式。ARM根据这个数据传输模式来给DSP处理器发送命令，进行相应计算和传输相应的数据。
2．2 数据处理程序设计
数据处理程序流程图如图3所示，程序启动后，DSP通过SetiaIs中断读取ADC采样数据，同时接收SPI中断，根据ARM系统的命令进行相应的电能质量指标计算，将计算数据通过Link Port传送给FIFO供ARM系统读取；IRQ0中断用于控制数据传送的节奏和数据同步。

2．3 数据处理算法介绍
电能质量分析仪需要对电力信号进行稳态分析和暂态分析。稳态分析包括检测三相电压、电流的有效值，电网频率，电压、电流的各次谐波及谐波总畸变率，电压、电流中的正序和负序分量；三相不平衡等的计算。暂态信号分析包含电压瞬变、短时电压骤升、骤降、电压闪变、短时严重波形畸变等检测内容。相对于稳态分析，暂态电能质量分析需要对信号进行快速、实时、准确的测量与分析。