本文關(guān)鍵詞：基于DSP的斷路器在線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

圖12LCD顯示流程；4.4.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序主要是對(duì)發(fā)生故障時(shí)對(duì)電壓電流的值以及；4.4.6時(shí)鐘模塊軟件設(shè)計(jì)；DS1302的控制字格式如下：；控制字的最高位有效位（7位）必須是邏輯1，如果是；位6：如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示；位0（最低有效位）：如為0，表示要進(jìn)行寫(xiě)操作，為；控制字總是從最低位開(kāi)始輸出；DS1302程序流程圖

圖12 LCD顯示流程

4.4.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序主要是對(duì)發(fā)生故障時(shí)對(duì)電壓電流的值以及發(fā)生故障的時(shí)間進(jìn)行記錄，以便進(jìn)行故障的查找和排除。在每次單片機(jī)對(duì)ATT7022A讀完數(shù)據(jù)后，程序會(huì)主動(dòng)把讀回的數(shù)據(jù)與設(shè)定的故障值比較，如果確定發(fā)生故障則做相應(yīng)的記錄處理，發(fā)出警告。

4.4.6 時(shí)鐘模塊軟件設(shè)計(jì)

DS1302的控制字格式如下：

控制字的最高位有效位（7位）必須是邏輯1，如果是為0則不能把數(shù)據(jù)寫(xiě)入DS1302中。

位 6 ：如果為 0 ，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù)； 位5至位（ A4 ～ A0 ）：指示操作單元的地址；

位0（最低有效位 ）：如為 0，表示要進(jìn)行寫(xiě)操作，為 1表示進(jìn)行讀操作。

控制字總是從最低位開(kāi)始輸出。在控制字指令輸入后的下一個(gè)SCLK 時(shí)鐘的上升沿 時(shí) ，數(shù)據(jù)被寫(xiě)入DS1302 ，數(shù)據(jù)輸入從最低位 （0 位）開(kāi)始 。同樣，在緊跟8位的控制字指令后的下一個(gè) SCLK 脈沖的下降沿，讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出的數(shù)據(jù)也是從最低位到最高位。

DS1302程序流程圖如圖13所示：

4.5 本章小結(jié)

在這一章具體介紹本設(shè)計(jì)的整個(gè)軟件設(shè)計(jì)流程和各個(gè)功能模塊程序的設(shè)計(jì)思想以及實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

5 對(duì)ATT7022A的軟件校表

校表是電能儀表設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，它也是保證儀表參數(shù)能否達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵步驟。ATT7022A支持全數(shù)字校表，即軟件校表，這使得儀表的校正變得更加方便。經(jīng)過(guò)校正的儀表，有功精度可高達(dá)0.5級(jí)，無(wú)功精度為2級(jí)。ATT7022A提供的校表參數(shù)寄存器主要包括相位補(bǔ)償區(qū)域設(shè)置、相位校正、功率增益校正、電壓/電流校正、比差補(bǔ)償設(shè)置、啟動(dòng)電流、高頻脈沖輸出設(shè)置、斷相閩值電壓設(shè)置和合相能量累加模式等寄存器。本儀表中所要校準(zhǔn)的參數(shù)主要有：電壓/電流有效值，功率、相位，其中電壓/電流有效值的校準(zhǔn)是功率校準(zhǔn)的基礎(chǔ)，它直接影響到功率校準(zhǔn)的精度。構(gòu)成電壓/電流通道的抗混疊濾波器RC元件存在容差，容易導(dǎo)致兩個(gè)通道相位失配，也會(huì)給最終測(cè)量帶來(lái)誤差，引起這個(gè)誤差的相位可以與互感器的角差一起得到校正。

ATT7022A上電復(fù)位后，校表寄存器的初始數(shù)據(jù)為默認(rèn)值，此時(shí)讀出的計(jì)量參數(shù)值和實(shí)際值不符，為了能正確讀取各計(jì)量參數(shù)寄存器的數(shù)值，因而需要對(duì)校表寄存器進(jìn)行設(shè)置，以將測(cè)量值減小到誤差范圍之內(nèi)。由于該電能芯片校表寄存器種類很多，所以僅介紹用到的幾個(gè)主要的寄存器。

(l)電壓電流有效值校準(zhǔn)

對(duì)于電壓校正寄存器Ugain，(地址為0x1B一0x1D)，在Ugain=0時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)表上讀出實(shí)際輸入電壓有效值為Ur，通過(guò)SPI口讀出測(cè)量電壓有效值寄存器的值為DataU，這是一個(gè)24位補(bǔ)碼形式的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，最高位為符號(hào)位。經(jīng)過(guò)處理后才能得到我們所能使用的實(shí)際數(shù)值，即測(cè)量電壓有效值認(rèn)Urms,計(jì)算公式如式(1)所示: Urns=DataU*210223 (1)

于是電壓校正寄存器值Ugain=Ur/Urms-1 (2)

如果Ugain>0,則，Ugain=INT[ Ugain*2]

如果Ugain<0,則，Ugain=INT[ Ugain*2+2]

在ATT7022A中三相電壓校正寄存器A/B/C地址分別為0x1B,0x1C,0x1D

對(duì)于電壓的校正操作如下（以A相為例）

在上電復(fù)位時(shí)先要進(jìn)行校表寄存器的清零然后才寫(xiě)入校表數(shù)據(jù)

write_spi(0xc3,0x00,0x00,0x00);// 清校表數(shù)據(jù)

write_spi(0xc9,0x00,0x00,0x00); //校表數(shù)據(jù)寫(xiě)使能開(kāi) 232423

write_spi(0x1B,0x20,0x00,0x00); //A相電壓校表值

(3)同理，已知實(shí)際輸入電流有效值為Ir,測(cè)量電流有效值為Urns=DataI*2

于是電流校正寄存器值Igain=Ir/Irms-1 (4)

如果Igain>0,則，Igain=INT[ Igain*2]

如果Igain<0,則，Igain=INT[ Igain*2+2]

在ATT7022A中三相電壓校正寄存器A/B/C地址分別為0x26,0x27,0x28

write_spi(0xc3,0x00,0x00,0x00);// 清校表數(shù)據(jù)

write_spi(0xc9,0x00,0x00,0x00); //校表數(shù)據(jù)寫(xiě)使能開(kāi)

write_spi(0x26,0xCC,0xCC,0xCC); // A相電流校表值

(2)功率增益補(bǔ)償寄存器

功率的校正要在功率因數(shù)等于1的條件下進(jìn)行。已知標(biāo)準(zhǔn)表上讀出的誤差為：eer; 功率增益補(bǔ)償寄存器的值Pgian計(jì)算公式為： Pgian=??eer (5)

如果Pgian>0,則Pgian=INT[Pgian*2]

如果Pgian<0,則Pgian=INT[Pgian*2+2]

其中，誤差eer可以從標(biāo)準(zhǔn)表中直接讀出，也可以由下面的公式求出：

23242323242310223

對(duì)于功率的校正過(guò)程與電流電壓校正過(guò)程相似。

(3)失壓閥值設(shè)置寄存器

失壓閥值是根據(jù)校正后的電壓值進(jìn)行設(shè)定的，計(jì)算公式（6）如下：

FailU=Un*2*D (6)

其中，Un為校正后的電壓值，D表示失壓電壓值，是一個(gè)百分?jǐn)?shù)。例如，校正后的額定電壓值為100V，失壓電壓值D為15%，則失壓寄存器的值為100*2*15%=0x01e000。也就是說(shuō)設(shè)定失壓閥值寄存器后低于Un的15%即15V后將給出失壓指示。

（4）相位校正

當(dāng)功率校正完了后，再進(jìn)行相位補(bǔ)償，在功率因數(shù)等于0.5處進(jìn)行校正，已經(jīng)在功率因數(shù)等于0.5處的標(biāo)準(zhǔn)表誤差為eer，側(cè)相位補(bǔ)償公式如下：

??cos(1+eer*0.5)-?/3 2323

如果??0，，則Phsreg=INT[?*2]

否則，Phsreg=INT[?*2+2]

232423

參 考 文 獻(xiàn)

［1］郭天祥。51單片機(jī)C語(yǔ)言教程。電子工業(yè)出版社2010年3月

［2］丁文書(shū) 黃訓(xùn)誠(chéng) 胡起宙等 變電站綜合自動(dòng)化原理及其應(yīng)用 中國(guó)電力出版社 ［3］王明俊 于爾鏗等編著 配電系統(tǒng)自動(dòng)化及其發(fā)展

［4］楊冠成編 電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理 水利電力出版社

［5］常健生 主編 檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù) 吉林工業(yè)出版社

［6］李秉操 張登舉等編著 單片機(jī)接口技術(shù)及其在工業(yè)控制中的應(yīng)用

［7］劉健 倪建立等編著 配電自動(dòng)化系統(tǒng)

［8］黃偉 李大鵬 張畫(huà) 淺析變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展【J】 供電企業(yè)管理 ［9］李林鋒。變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的最新應(yīng)用【J】。熱能技術(shù) 2008.03

［10］羅軍.淺談變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的新技術(shù)的發(fā)展【J】。供電企業(yè)管理 2008.02 ［11］張軍民.110KV總降壓站自動(dòng)化改造【J】 鄂鋼科技.2008.01

［12］毛晨梅.備用電源自投裝置的設(shè)計(jì)探討【J】 安慶科技.2008.02

［13］蔡乾生.發(fā)電廠電氣系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)中的問(wèn)題【J】.中小企業(yè)管理與科

技.2008.01

［14］曹國(guó)臣.基于DSP的斷路器在線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)【D】.武漢理工大學(xué).2008

［15］黃騰.王文輝.黃勁松.變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)【J】.電氣時(shí)代.2009.07

［16］葛葆華.高壓短路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷【D】.中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù).2010.08

[17]ATT7022A用戶手冊(cè) 2005.03.28

[18]ATT7022A應(yīng)用筆記

附 錄

實(shí)物圖如下

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