DSP与LabWindows／CVI的电力故障监测录波器设计

2．3．2 DSP与AD7656的
AD7656与DSP的连接如图4所示。DSP的ADCINA和ADCINB复用为I／O口，与AD7656的D0～D15数据口相连，用于数据的传输。DSP的GPIOB59与AD7656的BUSY相连，用来检测AD7656是否处于转换状态。DSP的GPIOB60与AD7656的CONVST相连，GPIOB62与AD7656的片选端口相连，用以控制AD7656的启动与停止。GPIOB61与AD7656的读写端口相连，用来控制读取AD7656转换后的数据。GPIOB63与AD7656的RST端口相连用来控制AD7656的复位。ISSl61LV6416是片外随机存储器。

2．3．3 DSP与单片机和计算机的连接
DSP的SCIB与计算机进行串口通信。因为：RS-232的抗干扰能力较弱，所以选择RS-485作为通信串口，再通过转换芯片转换为与计算机适合的电平。DSP的SCIC串口与F005单片机PO．0和PO．1口相连。其传输的波特率设置为9600 b／s。
2．3．4 DSP与外扩存储器的连接
扩展的数据存储器选用了超捷(SST)公司的SST25VF040。SST25VF040是公司的SPI接口的串行闪存，它是一块低功耗Flash，存储容量为4 MB，工作在2．7～3．6 V的电压下，因此可以直接和DSP相连。其连接图如图5所示。DSP的SPIA口的接收和发送端与其SI和SO口相连，用来进行数据的传输。GIPIO26和GIPl027分别用来对存储器的片选和读写进行控制。

2．3．5 C8051F005与LOD和键盘的连接
为了使故障录波器能够方便移动使用，采用了新华龙公司F005单片机外接LCD和键盘来控制的方法，可以脱离电脑通过外接键盘来控制故障录波器的运行。F005的P1．O～P1．7外接键盘的8个键位K1～K8，其可以控制6种波形的显示，设置故障记录的上下限值等。LCD采用240128 E型号的液晶，F005的P2．O～P2．7接LCD的DBO～DB7用于数据的传输，P3．O和P3．1接LCD的读写口。

3 系统软件设计
软件设计包括LabWindows／CVI软件程序和DSP控制A／D转换程序，以及利用FFT变换提取出基波分量和各次谐波分量的程序。
3．1 整体流程
下面以流程图方式进行软件设计的说明。如图6所示，通过控制界面串口的设置完成串口设置，设置成功系统开始运行。

如图7所示，界面上有故障自动记录时间选择按钮，如果设置2s，则存储故障前后共4s的波形。通过波形选择按钮可选择要显示的波形，选择A相电流，则可显示出其波形和各次谐波数据等(如果未接计算机，可以依靠外接键盘来设置其相关值)。DSP开始运行时，进行系统初始化，传感器开始检测电压电流，检测到的模拟信号由A／D转换为16位的数字信号，由DSP进行FFT运算分析出各次谐波分量，并计算出THD值。所计算出的基波最大值与所设置的标准值进行比较，当大于或小于设定值时，触发报警装置。之后所测数据由串口传送到计算机的控制界面和单片机，控制界面显示出所测波形和数据，可保存故障波形和数据。单片机控制LCD进行显示，图7中的实验结果为A相电流波形，显示出A相电流的基波和各次谐波值，并算出THD值等。
3．2 LabWindows／CVI部分程序
当系统运行时，首先配置串口，向串口发送要显示的某相电流或电压，DSP会根据指令要求传输给计算机。软件界面会显示波形和其有效值，并可根据情况进行存储打印等。下面部分函数：

3．3 实现FFT变换和计算THD值等
DSP能够进行浮点运算，其定标能够实现数值的精确计算。定标简单来说就是把一个小数换算成整数，然后进行运算，这样使得运算误差变小。例如，一个小数为1．123 456 789，后面还可以有好几位小数。如果直接计算的话，运算中会舍去小数点后的部分数值，使得误差变大。如果利用定标运算，可以把1．123 456 789变为整数1．123 456 789×225(选择Q25定标)后进行运算，这样使得计算的结果误差比原来小。这是DSP运算的一大优点，而且其运算速度快，利用FFT运算时，采样谐波频率可以达到31次之多。
DSP初始化程序：

可以通过控制界面发送要显示的某相电压或电流的指令信号，也可以通过键盘来发送要显示的信号波形。DSP通过判断接收中断标志位和指令信号，来触发A／D转换，中断指令如下：