DSP與LabWindows／CVI的電力故障監(jiān)測錄波器設計

如圖7所示，界面上有故障自動記錄時間選擇按鈕，如果設置2s，則存儲故障前后共4s的波形。通過波形選擇按鈕可選擇要顯示的波形，選擇A相電流，則可顯示出其波形和各次諧波數(shù)據(jù)等(如果未接計算機，可以依靠外接鍵盤來設置其相關值)。DSP開始運行時，進行系統(tǒng)初始化，傳感器開始檢測電壓電流，檢測到的模擬信號由A／D轉換為16位的數(shù)字信號，由DSP進行FFT運算分析出各次諧波分量，并計算出THD值。所計算出的基波最大值與所設置的標準值進行比較，當大于或小于設定值時，觸發(fā)報警裝置。之后所測數(shù)據(jù)由串口傳送到計算機的控制界面和單片機，控制界面顯示出所測波形和數(shù)據(jù)，可保存故障波形和數(shù)據(jù)。單片機控制LCD進行顯示，圖7中的實驗結果為A相電流波形，顯示出A相電流的基波和各次諧波值，并算出THD值等。
3．2 LabWindows／CVI部分程序
當系統(tǒng)運行時，首先配置串口，向串口發(fā)送要顯示的某相電流或電壓，DSP會根據(jù)指令要求傳輸給計算機。軟件界面會顯示波形和其有效值，并可根據(jù)情況進行存儲打印等。下面部分函數(shù)：

3．3 實現(xiàn)FFT變換和計算THD值等
DSP能夠進行浮點運算，其定標能夠實現(xiàn)數(shù)值的精確計算。定標簡單來說就是把一個小數(shù)換算成整數(shù)，然后進行運算，這樣使得運算誤差變小。例如，一個小數(shù)為1．123 456 789，后面還可以有好幾位小數(shù)。如果直接計算的話，運算中會舍去小數(shù)點后的部分數(shù)值，使得誤差變大。如果利用定標運算，可以把1．123 456 789變?yōu)檎麛?shù)1．123 456 789×225(選擇Q25定標)后進行運算，這樣使得計算的結果誤差比原來小。這是DSP運算的一大優(yōu)點，而且其運算速度快，利用FFT運算時，采樣諧波頻率可以達到31次之多。
DSP初始化程序：

可以通過控制界面發(fā)送要顯示的某相電壓或電流的指令信號，也可以通過鍵盤來發(fā)送要顯示的信號波形。DSP通過判斷接收中斷標志位和指令信號，來觸發(fā)A／D轉換，中斷指令如下：