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电能、电压和电流是电力仪器仪表中最基本、最重要的测量量。现在的仪器仪表的测量精度要求越来越高、界面越来越好,并且产品更新换代的速度也越来越快。
本文论述精度为0.05%的三相电能表校验仪的嵌入式Linux和DSP相结合的构建方案。嵌入式Linux在国内刚刚兴起,但其发展势头猛烈。Linux功能强大、免费开源和性能稳定,以及KDE和QT等优秀的界面编程软件和强大的网络功能为仪器仪表的操作和界面设计提供了良好支持。本文介绍了以高性能的数字信号处理芯片DSP为核心设计的高精度的数据采集系统。数据采集和界面设计的软件、硬件分离设计,各发挥所长,是校验仪设计的基本特点。将产品的软、硬件分块的多CPU设计方法,避免了单处理器中多中断多线程对批量数据采集的不利影响。并能有效地简化软、硬件设计,增强软、硬件模块在设计成其它系统的复用性。这种分布式的软、硬件设计模式还有利于开发人员工作分配、加快开发周期和产品更新换代。
本文从产品研制,实际应用和设计出发,详细论述嵌入式Linux构建,Linux内核的裁减,Linux的编程环境和方法。以及用DSP设计的高精度锁相环采样方法,及嵌入式Linux和DSP之间的网络通讯。
本文提出产品设计的这种新方案,其目的是以三相电能表校验仪为实例,探索嵌入式Linux系统的开发经验,并完成一套高精度的A/D数据采集系统。