本次電賽做的是A題-THD值檢測(cè)裝置。

電賽方案：

單片機(jī)：MSP432E401Y

              ADC支持高頻率2MHZ

外圍硬件方案：前端放大器采用增益可調(diào)的放大器，通過(guò)調(diào)節(jié)放大器增益使輸入信號(hào)控制在1-2v之間。

底層外設(shè)配置方案：使用PWM+TIM作為adc觸發(fā)源，使用dma進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。使采集數(shù)據(jù)可以達(dá)到2MHZ。在    使用定時(shí)器作為觸發(fā)源的時(shí)候，因?yàn)樵搯纹瑱C(jī)的最高定時(shí)器觸發(fā)時(shí)間支持到1.25MHZ，所以在1.25mhz采樣率一下的使用使用定時(shí)器觸發(fā)。在1.25mhz--2mhz的時(shí)候使用pwm觸發(fā)。（在這里做區(qū)分的原因是，tim定時(shí)器作為觸發(fā)源，進(jìn)行觸發(fā)adc的時(shí)候，出發(fā)周期比較穩(wěn)定。而使用pwm作為觸發(fā)源的話，出發(fā)周期，并不能?chē)?yán)格控制在2mhz，設(shè)置完周期之后，會(huì)有一定的周期偏移。）（在增益控制上，直接檢查采集到的信號(hào)值的最大值，使最大值控制在一定范圍內(nèi)）

關(guān)于信號(hào)采集速率的設(shè)計(jì)：根據(jù)奈奎斯特定理，采集100khz的5次諧波需要1mhz以上的采樣率，但是實(shí)際測(cè)試過(guò)程中1mhz的采樣率，在采集信號(hào)的時(shí)候，信號(hào)采集出來(lái)的數(shù)據(jù)會(huì)有偏移，信號(hào)能量較弱，所以最終使用的是2mhz的采樣率的方案，即基頻*20.

fft處理的方案：在一開(kāi)始的時(shí)候想了2種方案，一種是直接fft之后進(jìn)行計(jì)算，另一種是在fft之前進(jìn)行一次加窗（即進(jìn)行一次fir濾波）。經(jīng)過(guò)matlab仿真之后，發(fā)現(xiàn)，對(duì)于采集到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行加窗之進(jìn)行fft與未加窗進(jìn)行fft結(jié)果沒(méi)有區(qū)別，最后未使用加窗的方案。fft算法使用的是arm官方的arm_math.h數(shù)學(xué)庫(kù)。

基頻計(jì)算方案：本次測(cè)試信號(hào)范圍在1khz-100khz，采用的方案是，將采集的信號(hào)僅從一次fft，之后進(jìn)行范圍的區(qū)分，計(jì)算出是基頻頻率。

關(guān)于thd值的計(jì)算：計(jì)算出基頻之后，針對(duì)基頻設(shè)置相應(yīng)的采樣率進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，之后將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行fft運(yùn)算，然后在特定的數(shù)據(jù)段查找最大值，實(shí)現(xiàn)每個(gè)諧波的最大值查找。查找完成之后，調(diào)用相關(guān)的運(yùn)算公式計(jì)算結(jié)果。

在顯示方面：屏幕采用串口屏幕，單獨(dú)編程，之后單片機(jī)通過(guò)串口與屏幕進(jìn)行通信。波形顯示方面，將每個(gè)周期采集的時(shí)候，通過(guò)使用前面特定的數(shù)據(jù)，進(jìn)行顯示，同時(shí)發(fā)送給屏幕的時(shí)候，也會(huì)發(fā)送給手機(jī)app端。

問(wèn)題：1、單片機(jī)的adc采集速率在高于600ksps的時(shí)候，一次dma數(shù)據(jù)傳輸完成之后，會(huì)導(dǎo)致之后讀取的數(shù)據(jù)不能正常讀取，讀取的值都是錯(cuò)誤的。

解決方案：在超過(guò)600ksps的時(shí)候，每讀取完成一次之后，會(huì)進(jìn)行一次系統(tǒng)重啟。

問(wèn)題2：某些頻段使用計(jì)算出來(lái)的基頻進(jìn)行，采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行fft之后，會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，但是自己設(shè)置頻率，采集之后，有一部分變好了，還有一部分未變好。

解決方案：未解決。

原因分析：可能是硬件電路的問(wèn)題，在單片機(jī)的輸入引腳有電阻電容配置不對(duì)。同時(shí)基頻計(jì)算算法存在問(wèn)題。