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模拟频率采集的设计

经过频率测量电路转换的方波,定时器捕捉功能引脚出现上升沿时,发生捕获事件中断,同时将此时的TC的值载入寄存器T2CR0(CAP2.0)。当处理频率的中断服务函数执行结束时,要向IR写入相应的位来清除中断,同时清零中断向量地址。

 

因为信号正常情况下是工频(50Hz),频率测量的范围设置为29.5HZ-65.5Hz。如图1所示,若第一次捕获事件中断,这次是不计算频率的相关量,只更新了AD的采样间隔脉冲。

图1:中断频率处理

中断频率处理

一次频率中断,频率的测量的量有:频率F,频率变化率(ddF),为下面的逻辑判断做准备。ARM芯片的定时器的时钟频率为24MHz,频率计算,定时器计数器TC在不断地计数,两次的差值就表示一个周期的脉冲数。

 

基于全波傅氏算法,需要有被测交流信号准确的频率,因此软件在中断频率处理时,就把相应的频率值传递到AD转换电路,使其跟随实时的频率采集信号。

 

模拟量的采集模块是最基础的模块,系统的进线、母线的运行状态以及相应的保护切换逻辑,都是在正确采集进线、母线的电能量的基础上。www.qg999.com,钱柜娱乐,钱柜娱乐999为了保证了采集到的模拟量的准确性与实时性,除了硬件上采用低通滤波电路,以及高精度的AD模数转换芯片,软件上对模拟量的处理也很重要。软件主要处理经过AD转换的离散数字信号,以及测频电路的方波信号。

 

模拟量数据的处理定时器匹配2的中断服务函数中执行的,以AD1~为例,当定时器2通道0匹配中断,AD1开始采集并转化模拟数据,等待转换完成,获取AD采集的4路数据,将采集数据保存到录波缓存数组,同时采集数据做一阶差分滤波处理,将滤波的数据保存到滤波数组中,用于全波傅氏计算,以得到模拟量的实际数据。

 

因为AD采集的正弦信号都是离散点,需要通过全波傅氏算法对数据进行离散化处理。因为正弦信号1周采集12个点,所以根据实时测量的频率值,使一周发生12次匹配中断,每次中断就采集一个点。

 

在正常情况下,采样信号的频率是工频50Hz,一周采集12个点,因此采样的频率是600Hz,若信号频率发生了变化,那么采样频率仍是信号频率的12倍,符合采样定理。

 

如图2所示,此流程是定时器匹配中断服务函数的流程,对于AD刚转化好的数据采集和处理,录波数据缓存数组的保存,经过一阶差分滤波后,保存到滤波数组。每路录波数据需要录25个周的数据,因此每路信号录波缓存数组的长度为300。滤波缓存数组的大小是24,为了保证数据的准备性,在数据采集的前2周的离散点是不允许傅氏计算的,且滤波缓存数组里始终保存了最新的2周波的离散数据。

图2:模拟数据采集流程

 模拟数据采集流程