基于单片机的谐波检测仪的研究

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1、河北农业大学现代科技学院本科毕业论文(设计)题目：基于单片机的谐波检测仪的研究学部：工学部专业班级：电子信息科学与技术0801学号：XXXXXXXXX学生姓名：XXXX指导教师姓名：XXXX指导教师职称：讲师二O一二年六月三日摘要本文首先介绍了谐波分析算法的理论依据。在广泛使用的FFT算法的基础上，对谐波检测的对象进行数据分析，为系统的设计提供参考数据。本文完成了系统硬件电路的设计和仿真。硬件电路以MCS一51单片机为核心，配以适当的外围接口电路来完成各项功能。主要包括A／D采样电路、数据处理电路(单片机)、D/A转换器。软件设计以快速傅立叶变换(FFT)为主要部分，通过对所采集

2、的数据来测量电参数。进行了相关软件算法的设计，完成每周期256点的离散采样，由单片机进行基2一FFT运算，运算结果可用于63次以下的谐波分析。系统程序采用模块化的设计思想，在软件设计中对每个模块都完成了框图设计和相关的编码设计。关键字：单片机；谐波检测；FFTAbstractThispaperfirstintroducedtheharmonicanalysisalgorithmtheorybasis.IntheextensiveuseofFFTalgorithm,onthebasisoftheobjectofharmonicdetectionofdataanalysis,fort

3、hedesignofthesystemwithreferencedata.Wecompletedahardwarecircuitandthedesignofsystemsimulation.Hardwarecircuitto51single-chipmicrocomputerisaMCS,matchwithappropriateinterfacecircuittotheperipheryofthecompleteallthefunction.MainlyincludesA/Dsamplingcircuit,dataprocessingcircuits(SCM),D/Aconver

4、ter.ThesoftwaredesignwithfastFouriertransform(FFT)asthemainpart,fromallthedatatomeasureelectricparameters.Somesoftwarealgorithmdesign,completeeachcycleofdiscretesampling256points,byMCUand2aFFTcalculation,theoperationresultcanbeusedfor63timesoftheharmonicanalysis.Systemprogrammingthemodularize

5、ddesignthought,inthesoftwaredesignofeachmodulecompletedtheblockdiagramdesignandrelevantcodedesign.Keyword:singlechipmicrocomputer;theharmonicdetection;FFT目录1前言11.1目的意义11.2谐波检测的现状11.3本文研究内容21.3.1谐波检测的仿真设计思路21.3.2课题的主要任务22系统整体设计22.1硬件系统设计22.1.1数据采集模块32.1.2D/A转换器与51的接口模块42.1.3显示模块62.1.4系统整体结构72.

6、2系统软件设计72.2.1数据采集软件模块92.2.2算法实现92.2.3.开方在单片机中的原理103.系统仿真124．结论14参考文献15附录：161前言谐波的危害十分严重。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱[8]。对于电力系统外部，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。1.1目的意义由于谐波的危害，给生产生活带来了严重的危害，就有必要去检测它，主要有以下这

7、些方面的意义：首先，它可以提高企业设备的供电质量，提高设备运行的可靠性，减少因设备误动作而造成的经济损失；其次，可以减少谐波电流在输配电线路上产生的损耗，同时降低用电设备发热，减少绝缘老化，从而提高设备的使用寿命，减少设备的维护费用；第三，谐波治理能够减少电网[11]中补偿电容器的谐振机率[7]，同时，减少谐波对系统信号传输的影响，增加系统的可靠性；第四，可以减少谐波对公共电网的污染。1.2谐波检测的现状对于国内外来说，主要是对谐波的治理方面的研究。因为检测到谐波的存在就得去治理