外部的25 MHz振蕩器通過(guò)倍頻芯片和二進(jìn)制計(jì)數(shù)器分別對(duì)DSP和AD轉(zhuǎn)換器提供同步的150 MHz和3．125 MHz工作時(shí)鐘。

DSP在上電復(fù)位以后，首先通過(guò)EDMA方式自動(dòng)加載Flash前1 kB的Bootload程序，在該Bootload程序里寫入后續(xù)加載程序的入口地址，即可實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的自動(dòng)加載工作。之后對(duì)SDRAM進(jìn)行自檢，以避免SDRAM單元出錯(cuò)造成工作不正?；驍?shù)據(jù)出錯(cuò)，同時(shí)SDRAM也是DSP存儲(chǔ)A／D采樣數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算輸出的中間及最終結(jié)果、通信等數(shù)據(jù)緩存的場(chǎng)所。

FRAM可以實(shí)現(xiàn)在失電下保存數(shù)據(jù)，并且讀寫次數(shù)超過(guò)1012次，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)延時(shí)寫入。該FRAM通過(guò)DSP的McBSP接口相連，存儲(chǔ)ADC每個(gè)模擬通道的DC偏移、精度修正的數(shù)據(jù)以及運(yùn)行時(shí)的接線方式等參數(shù)。
DSP處理完成的數(shù)據(jù)，通過(guò)其內(nèi)部集成的主機(jī)接口(HPI)與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，主機(jī)可以通過(guò)DMA或EDMA方式隨機(jī)或整塊地訪問(wèn)共享RAM7。

2 采樣系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)基于TMS320C6711D芯片指令集，充分利用其高速，支持浮點(diǎn)運(yùn)算，流水線操作等特點(diǎn)，采用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程，遵循模塊化、自頂向下、逐步細(xì)化的編程思想。程序使用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括采集模塊、主循環(huán)模塊和HPI交互協(xié)議模塊3大模塊，流程框圖分別如圖5～圖7。

主循環(huán)模塊中首先對(duì)DSP的CPU和外設(shè)進(jìn)行初始化和自檢，DSP在系統(tǒng)初始化以后一直輸出軟件同步信號(hào)，由CPLD來(lái)判斷選擇ADC的采樣信號(hào)為硬件輸出的同步采樣信號(hào)還是DSP輸出的采樣信號(hào)；并將自檢結(jié)果存放在HPI交互協(xié)議模塊的自檢結(jié)果區(qū)供擴(kuò)展MCU讀取。

在中斷服務(wù)子程序中，DSP將ADC轉(zhuǎn)換后所得數(shù)據(jù)讀入所分配的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，待總采集時(shí)間到后，以數(shù)據(jù)就緒標(biāo)志通知主循環(huán)模塊可以提取數(shù)據(jù)用于計(jì)算。主循環(huán)模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再調(diào)用各計(jì)算子程序，計(jì)算電力系統(tǒng)基本量以及電能質(zhì)量其他各項(xiàng)指標(biāo)，并將計(jì)算結(jié)果存放在緩沖區(qū)內(nèi)，當(dāng)一個(gè)主循環(huán)完成后再將結(jié)果搬運(yùn)至HPI的數(shù)據(jù)交互區(qū)供擴(kuò)展MCU進(jìn)行讀取。程序框圖如圖5～圖7所示。

3 結(jié)束語(yǔ)
本系統(tǒng)已經(jīng)通過(guò)各種功能測(cè)試，并在國(guó)內(nèi)某知名電表公司的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀產(chǎn)品上成功使用，精確檢測(cè)電壓電流有效值、功率、2～50次電壓電流諧波的有效值、相位、電壓波動(dòng)與閃變、三相不平衡等各項(xiàng)電能質(zhì)量參數(shù)，基本精度達(dá)到0．2級(jí)，諧波監(jiān)測(cè)精度達(dá)到A級(jí)。該設(shè)計(jì)方案使用方便、實(shí)時(shí)性好、抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)量精度高、性價(jià)比優(yōu)，可在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。