CN103454519A - 有源电力滤波器电参数计算/液晶显示的系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于STM32的有源电力滤波器液晶显示系统：包括依次连接的信号采样调理电路、STM32F103核心板、RS232和触摸液晶屏。通过信号调理电路对各个采样的电参数进行适当的信号调理，然后利用STM32F103芯片设计ARM最小系统，通过研制算法程序，实现对有源电力滤波器参数的精确计算，并通过RS232与触摸液晶屏进行通信，研制液晶显示程序，在液晶显示屏上对有源电力滤波器电参数进行实时显示，并保证显示直观易懂。同时当触摸液晶屏上有触摸事件发生时可将触摸指令通过USART传回STM32F103进行处理。本发明还涉及采用上述系统进行有源电力滤波器电参数计算和液晶显示的方法。

Description

有源电力滤波器电参数计算/液晶显示的系统及方法

技术领域

本发明涉及一种有源电力滤波器电参数计算和液晶显示的技术，尤其是涉及一种基于STM32的有源电力滤波器电参数计算和液晶显示的系统。本发明还涉及采用所述系统进行有源电力滤波器电参数计算和液晶显示的方法。

背景技术

近年来,各种基于电力电子技术的非线性装置在电力系统中的应用日益广泛,使得谐波危害日益严重。为了保证电力系统的安全运行,必须对谐波污染进行治理,以改善电能质量。就当前的工业现实而言,抑制谐波的基本手段是装设各类滤波补偿装置。无源滤波器的结构简单,经济性好,但易受电网阻抗和运行状态影响与系统发生谐振,且仅能补偿固定频率的谐波。而有源滤波器则可以解决这些问题,并且可以自动跟踪补偿变化的谐波,具有高度可控性,因而具有极高的发展前景。随着有源电力滤波器的广泛使用，有源电力滤波器的显示系统也越来越重要。传统有源电力滤波器的显示系统是通过与DSP控制器来通信获取数据，为了减少DSP的通信负担，液晶显示系统与DSP控制器通信的数据量不能太大，因此显示系统的显示内容不够丰富，其精度也不够高。

而随着电子技术和集成电路制造工艺的飞速发展，越来越多的领域应用到以单片机为控制核心、用液晶作为显示终端的液晶显示系统。图形液晶显示系统不仅可以生动地显示图形、汉字及字符，而且大部分液晶显示系统可以自带控制器，这些控制器由大规模集成电路制成，功耗小、工作电压低，具有规范的控制线和数据线，方便了与其他控制器的接口应用。

通过设计STM32F103核心板，可以实现对采样信号的计算、处理以及传输。系统核心采用STM32F103VET6芯片，最高频率达72MHz。自带有12位逐次逼近型的模拟数字转换器，有18个通道，可测16个外部和2个内部信号源，模拟信号输入范围要求0～3.3V电压信号。有4个通用定时器，2个高级定时器，2个基本定时器。支持直接存储器访问（DMA）和USART通信。同时开发板还有5V、3.3V、2.5V直流电源接口，为设计提供了方便。

北京铭正同创的MZTH56触摸液晶显示屏，为5.6寸触摸液晶屏。MzTH56自带四种字号的ASCII码西文字库，并且自带基本绘图GUI功能，包括画点、画直线、矩形、圆形等；MzTH56标准模块内部有32M bytes大小的资源存储器，支持GBK2312的二级（包含一级和二级）汉字库、BMP位图、ASCII码西文字库的资源。模块为串行UART接口和SPI接口（通过模块板载拨码开关进行选择），接口简单、操作方便；与各种MCU均可进行方便简单的接口操作。MzTH56模块自带触摸屏，并提供了位图触摸按键、触摸区域设置的功能，这使得用户可以用简单的代码操作就能实现动态响应的触摸按键显示的功能。

通过采用USART接口可以实现STM32F103核心板与MZTH56触摸液晶显示屏的通信，触摸液晶屏依据STM32F103核心板传送过来的指令和数据进行显示，同时当触摸液晶屏上有触摸事件发生时可将触摸指令通过RS232传回STM32F103进行处理。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题，就是提供一种有源电力滤波器电参数计算和液晶显示的系统。

本发明所要解决的第二个技术问题，就是提供一种采用上述系统进行有源电力滤波器电参数计算和液晶显示的方法。

本发明的系统和方法用于监测有源电力滤波器的实时运行状态，为用户提供一个生动、直观的图形界面，可实时显示三相电源电压、三相电源电流、三相逆变器输出电流和直流侧电压的有效值和动态波形，显示三相电源电流的2～25次谐波电流幅值、畸变率和频谱图，显示电网侧的功率因数和电网频率。

解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于STM32的有源电力滤波器液晶显示系统，其特征是：包括依次连接的信号采样调理电路、STM32F103核心板、RS232和触摸液晶屏；所述的信号采样调理电路共采集10路信号，包括三相电网电压、三相逆变器输出电流、三相电网侧电流和直流侧电压；

所述的采集电压的调理电路为：交流电压输入信号U_i经第一电阻R1、第二电阻R2后输入第一运放U1的负极，第一运放U1的正极输入电压1.65V、输出和负极之间接有第三电阻R3，第一电阻R1、第二电阻R2之间经第一电容C1滤波后接地，第一运放U1输出至第四电阻R4后输出，输出同时经第一二极管VT1的正极接电压3.3V、经第二二极管VT2的负极后接地，第二二极管VT2的正负极之间接有第二电容C2；其输入输出关系为：

$U_o=(1+\frac{R_3}{R_2})1.65-\frac{R_3}{R_2}\×U_i;$

所述的采集电流的调理电路为：经过霍尔传感器输出的采样的交流电流信号I_i经并联的第三电容C3和第五电阻R5接地、同时还经第六电阻R6后至第二运放U2的负极，第二运放U2的输出和负极之间接有第七电阻R7、正极经第八电阻后接地，第二运放U2的输出经第九电阻R9后接入第三运放的正极、同时还经第十电阻R10后接电压3.3V，第二运放U2的输出除直接接回负极外、还经第十一电阻R11后输出，输出还同时经第三二极管VT3的正极接电压3.3V、经第四二极管VT4的负极后接地，第四二极管VT4的正负极之间接有第四电容C4；

所述的采集直流侧电压的调理电路为：直流侧电压经过传感器转换为电流信号I_dci，I_dci经第十四电阻R14后输入第四运放U4的正极、并经第十六电阻R16接电压1.65V，I_dci还经第十二电阻R12后接地，第四运放U4的负极经第十三电阻R13后接地、同时经第十五电阻R15接第四运放U4的输出，第四运放U4的输出经第十六电阻R16后输出，输出同时还经第五二极管VT5的正极接电压3.3V、经第六二极管VT6的负极后接地，第六二极管VT6的正负极之间接有第五电容C5；其输入输出关系为：

$U_{\mathrm{dco}}=1.65+\frac{R_{15}}{R_{13}}\×R_{12}\×I_{\mathrm{dci}}.$

所述的STM32F103核心板低速外部时钟源（LSE）采用32.768kHz的外部晶振，高速外部时钟源（HSE）采用8MHz的外部晶振，启动模式选用户闪存或者系统闪存，当SW1上拉接3.3V时，启动模式为系统闪存；当SW1接地时，启动模式为用户闪存；参考电压VREF+和VREF-分别为3.3V和0V，因此ADC输入信号电压范围为0V～3.3V；最小系统所需的5V电压由外部接入，3.3V电压由稳压芯片D4AMS1117-3.3产生。

所述的有源电力滤波器液晶显示方案中（STM32F103核心板），ADC配置采用双ADC同步规则模式，同时设置软件出发中断，每156.25us采样一次，设置定时器每156.25us产生上溢中断，触发ADC开始转换；另外配置ADC时钟频率为12MHz，转换时间为1.67us，转换后的数据将存入相应的数据寄存器中，并通过DMA将数据传送到相应的内存空间保存。

所述的有源电力滤波器的液晶显示方案中，配置了2个通用定时器，定时器2配置为每156.25us产生一次溢出中断，来触发ADC开始转换。定时器3配置为每20ms产生一次溢出中断，来读取触摸屏的按键值。

所述的STM32F103核心板与液晶屏通信通过USART。

解决上述第二个技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种采用上述系统的有源电力滤波器参数计算和液晶显示的方法，包括以下步骤：

S1程序经过系统初始化之后，进行AD采样，AD采样的数据经过DMA进行存储，不占用系统总线；在主菜单中设置5个触摸按键，即电网电压显示、逆变器输出电流显示、电网电流显示、直流侧电压显示、谐波电流分析，按键值分别对应2、3、4、5和6，利用定时器每20ms进行一次按键值扫描和读取，当有相应的按键按下，进入相应的子程序；当子程序结束时，如果键值为1，返回主菜单，等待新的按键值，重新进入相应子程序；

S2在电网电压显示程序中设置5个按键，包括A相，B相,C相，刷新，返回，按键值分别为11，12，13，0，1；按返回键将回到主菜单，按刷新键将刷新波形曲线、有效值和频率；当进入电网电压显示子程序时，使Key的值为11，当Key的值为11时进入A相电网电压的显示程序中，当显示完波形、有效值和频率时进行一次按键判断；当键值为11时，继续循环显示；当键值为12时，显示B相，其流程与A相相同；当键值为13时显示C相，其流程与A相相同；当键值为0时，使Key＝2，结束子程序；当键值为1时，结束子程序；其它显示子程序与电网电压显示子程序流程相同；

S3初始化完成后，定时器开始工作，采样频率6.4KHz，同时将数据通过DMA存入内存中，当一个周期的数据采集完成后，DMA产生一个中断；当DMA中断产生后对数据进行基本处理：包括对采集后的数据进行坏点处理、零点漂移处理、频率计算，一个周波有效值计算，处理完成后清除DMA中断；

对一个周波内的有效值计算需要对50个周波内的有效值取平均值，也就是有效值每1s刷新一次；

S4在显示系统参数时，对数据进行有效值计算、功率因数计算和谐波电流计算：在程序进行初始化时置标志位CACL_dataFlag=0，如果50个周波的有效值累加计算完成，则CACL_dataFlag=1，对50个周波有效值的累加和进行平均值计算，从而更新液晶显示的有效值数据；功率因数计算采用公式

其中P为有功功率，Q为无功功率；谐波电流的计算采用FFT，对128点数据进行计算，计算出63次谐波电流，本系统显示2～25次谐波电流。

本发明通过设计合适的采样调理电路对采集到的有源电力滤波器的模拟信号转换成适合STM32F103的模拟信号，STM32F103核心板将转换过后的模拟信号进行处理，并通过RS232与触摸液晶屏进行通信。触摸液晶屏依据STM32F103核心板传送过来的指令和数据进行显示，同时当触摸液晶屏上有触摸事件发生时可将触摸指令通过RS232传回STM32F103进行处理。

有益效果：

1、采用单独的采样调理电路，满足对有源电力滤波器参数精确计算的数据要求。

2、采用STM32内部AD转换器，通过软件校准的方法，实现高精度的数据采集。

3、采用软件测频的方法，省去过零检测电路，节省成本和减少调理电路板的体积。

4、采用多周波计算去平均值算法，提高了参数计算的精确度。

5、STM32外设接口丰富，可通过预留的RS232接口与DSP控制器实现通信，以控制有源电力滤波器的运行状态。

附图说明

图1是本发明的有源电力滤波器参数计算和液晶显示的系统硬件框图；

图2是图1系统的STM32F103核心板结构图；

图3是图1系统信号采样调理电路的交流电压采样电路；

图4是图1系统信号采样调理电路的交流电流采样电路；

图5是图1系统信号采样调理电路的直流侧电压采样电路；

图6是本发明的有源电力滤波器参数计算和液晶显示的方法主程序流程图；

图7是图6方法的电网电压显示程序流程图；

图8是图6方法的AD采样子程序流程图；

图9是图6方法的20ms有效值计算程序流程图；

图10是图6方法的参数计算主流程图。

具体实施方式

1）如图1所示为本发明的有源电力滤波器参数计算和液晶显示的系统，可分为三个部分：信号采样调理电路、STM32F103核心板、触摸液晶屏。其中信号采样调理电路采集所需的模拟信号并将其转换成适合STM32F103核心板的模拟信号。STM32F103核心板将转换过后的模拟信号进行处理，并通过RS232与触摸液晶屏进行通信，触摸液晶屏依据STM32F103核心板传送过来的指令和数据进行显示，同时当触摸液晶屏上有触摸事件发生时可将触摸指令通过RS232传回STM32F103进行处理。

2）所述的STM32F103核心板如图2所示，STM32F103核心板最小系统中低速外部时钟源（LSE）采用32.768kHz的外部晶振，高速外部时钟源（HSE）采用8MHz的外部晶振。启动模式可选用户闪存或者系统闪存，当SW1上拉接3.3V时，启动模式为系统闪存，当SW1接地时，启动模式为用户闪存。参考电压VREF+和VREF-分别为3.3V和0V，因此ADC输入信号电压范围为0V～3.3V。最小系统所需的5V电压由外部接入，3.3V电压由稳压芯片D4AMS1117-3.3产生。

3）所述的采集电压的调理电路如图3所示：

交流电压输入信号U_i经第一电阻R1、第二电阻R2后输入第一运放U1的负极，第一运放U1的正极输入电压1.65V、输出和负极之间接有第三电阻R3，第一电阻R1、第二电阻R2之间经第一电容C1滤波后接地，第一运放U1输出至第四电阻R4后输出，输出同时经第一二极管VT1的正极接电压3.3V、经第二二极管VT2的负极后接地，第二二极管VT2的正负极之间接有第二电容C2；其输入输出关系为：

$U_o=(1+\frac{R_3}{R_2})1.65-\frac{R_3}{R_2}\×U_i.$

采用改进后的交流电压采样电路，若传统直流偏置采用加法电路，在实际中不可能使加法电路的每个电阻阻值相同，对于不同的采样电路直流偏置的电压可能不同，这对程序中直流偏置参数的校准增加了难度。且由于加法电路的输入阻抗不可能为无穷大，采用电阻分压电路会使分压的后的电压值有所偏差。如图3所示，U_i是交流电压输入信号，运用此电路可以省去电压互感器，即直接将220V交流信号加到U_i端。输入交流电压信号先经过一个RC滤波，抑制干扰。R₃采用多个几百K的电阻串联而成（一般情况下R₃的值为几K，R₂的阻值为上千K），输出采用二极管钳位限幅保护电路，使输出电压控制在0～3.3V,满足STM32F103的A/D输入信号范围，防止信号异常导致STM32F103芯片损坏。

4）所述的采集电流的调理电路如图4所示，经过霍尔传感器输出的采样的交流电流信号I_i经并联的第三电容C3和第五电阻R5接地、同时还经第六电阻R6后至第二运放U2的负极，第二运放U2的输出和负极之间接有第七电阻R7、正极经第八电阻后接地，第二运放U2的输出经第九电阻R9后接入第三运放的正极、同时还经第十电阻R10后接电压3.3V，第二运放U2的输出除直接接回负极外、还经第十一电阻R11后输出，输出还同时经第三二极管VT3的正极接电压3.3V、经第四二极管VT4的负极后接地，第四二极管VT4的正负极之间接有第四电容C4。

I_i是采样的交流电流经过霍尔传感器输出的电流信号，经过电容C₃滤波后，利用R₅将电流信号变换为电压信号，接着由运放构成的反相器，将电压信号经过适当的放大输出，然后，经电压上拉平移后将交流量信号转换为0～3.3V的单极性电压信号，最后经过一个电压跟随器，电压跟随器起到了隔离作用，以便在A/D入口前进行阻抗匹配。最后经过一个二极管钳位限幅保护电路，以保证输出电压信号在0～3.3V，满足STM32F103的A/D输入信号范围。

4）所述的采集直流侧电压的调理电路如图5所示，

直流侧电压经过传感器转换为电流信号I_dci，I_dci经第十四电阻R14后输入第四运放U4的正极、并经第十六电阻R16接电压1.65V，I_dci还经第十二电阻R12后接地，第四运放U4的负极经第十三电阻R13后接地、同时经第十五电阻R15接第四运放U4的输出，第四运放U4的输出经第十七电阻R17后输出，输出同时还经第五二极管VT5的正极接电压3.3V、经第六二极管VT6的负极后接地，第六二极管VT6的正负极之间接有第五电容C5；其输入输出关系为：

$U_{\mathrm{dco}}=1.65+\frac{R_{15}}{R_{13}}\×R_{12}\×I_{\mathrm{dci}}.$

采样的直流侧电压经过传感器转换为电流信号I_dci，经过R₁₂转换为电压信号，在此电路中加入了直流偏置电压，若直流侧电压未加直流偏置，当直流侧电压小于50V时，采样电路输出的电压大约为0.05V。ADC感应不到这么小的电压，将导致采样不准确。电路中R₁₃与R₁₄阻值相等，R₁₅与R₁₆阻值相等。输出经过一个二极管钳位限幅保护电路，以保证输出电压信号在0～3.3V，满足STM32F103的A/D输入信号范围。

采用上述系统的有源电力滤波器参数计算和液晶显示的方法，包括以下步骤：

S1如图6所示，程序经过系统初始化之后，进行AD采样，AD采样后的数据是经过DMA进行存储的，并不占用系统总线，这样AD采样和液晶显示可并行运行。在主菜单中共设置了5个触摸按键，即电网电压显示、逆变器输出电流显示、电网电流显示、直流侧电压显示、谐波电流分析，按键值分别对应2，3，4，5，6，利用定时器每20ms进行一次按键值扫描和读取，当有相应的按键按下，就会进入相应的子程序。当子程序结束时，如果键值为1，返回主菜单，等待新的按键值，重新进入相应子程序。

S2如图7所示，在电网电压显示程序中，共设置了5个按键，包括A相，B相,C相，刷新，返回，按键值分别为11，12，13，0，1。按返回键将回到主菜单，按刷新键将刷新波形曲线、有效值和频率。当进入电网电压显示子程序时，使Key的值为11，当Key的值为11时会进入A相电网电压的显示程序中，当显示完波形、有效值和频率时，会进行一次按键判断。当键值为11时，继续循环显示；当键值为12时，显示B相，其流程与A相相似；当键值为13时显示C相，其流程与A相相似；当键值为0时，使Key＝2，结束子程序；当键值为1时，结束子程序。其它显示子程序与电网电压显示子程序流程相似。

S3如图8所示，当初始化完成后，定时器开始工作，采样频率6.4KHz。同时将数据通过DMA存入内存中，当一个周期的数据采集完成后，DMA会产生一个中断。为使计算更加准确，需要对几个周波的数据进行计算取平均值，因此当DMA中断产生后，需要对数据进行基本处理。基本数据处理包括对采集后的数据进行坏点处理、零点漂移处理、频率计算，一个周波有效值计算，处理完成后清除DMA中断。

如图9所示，这部分计算是在DMA产生中断时对数据的基本处理，在基本数据处理中，对一个周波内的有效值计算的流程图如图9所示，为使有效值计算更加准确，需要对50个周波内的有效值取平均值，也就是有效值每1s刷新一次。

S4如图10所示，这部分计算是在显示系统参数时，对数据进行有效值计算，功率因数计算，谐波电流计算，此部分为计算的主要部分。在程序进行初始化时置标志位CACL_dataFlag=0。如果50个周波的有效值累加计算完成，则CACL_dataFlag=1，这样就会对50个周波有效值的累加和进行平均值计算，从而更新液晶显示的有效值数据。功率因数计算采用公式

其中P为有功功率，Q为无功功率。谐波电流的计算采用FFT，对128点数据进行计算，可计算出63次谐波电流，本系统显示只2～25次谐波电流。

Claims (3)

1.有源电力滤波器电参数计算/液晶显示的系统，其特征是：包括依次连接的信号采样调理电路、STM32F103核心板、RS232和触摸液晶屏；所述的信号采样调理电路共采集10路信号，包括三相电网电压、三相逆变器输出电流、三相电网侧电流和直流侧电压；

所述的采集电压的调理电路为：交流电压输入信号（U_i）经第一电阻（R1）、第二电阻（R2）后输入第一运放（U1）的负极，第一运放（U1）的正极输入电压1.65V、输出和负极之间接有第三电阻（R3），第一电阻（R1）、第二电阻（R2）之间经第一电容（C1）滤波后接地，第一运放（U1）输出至第四电阻（R4）后输出，输出同时经第一二极管（VT1）的正极接电压3.3V、经第二二极管（VT2）的负极后接地，第二二极管（VT2）的正负极之间接有第二电容（C2）；

所述的采集电流的调理电路为：经过霍尔传感器输出的采样的交流电流信号（I_i）经并联的第三电容（C3）和第五电阻（R5）接地、同时还经第六电阻（R6）后至第二运放（U2）的负极，第二运放（U2）的输出和负极之间接有第七电阻(R7)、正极经第八电阻后接地，第二运放U2的输出经第九电阻R9后接入第三运放的正极、同时还经第十电阻(R10)后接电压3.3V，第二运放(U2)的输出除直接接回负极外、还经第十一电阻(R11)后输出，输出还同时经第三二极管(VT3)的正极接电压3.3V、经第四二极管(VT4)的负极后接地，第四二极管(VT4)的正负极之间接有第四电容(C4)；

所述的采集直流侧电压的调理电路为：直流侧电压经过传感器转换为电流信号I_dci，I_dci经第十四电阻(R14)后输入第四运放(U4)的正极、并经第十六电阻(R16)接电压1.65V，I_dci还经第十二电阻(R12)后接地，第四运放(U4)的负极经第十三电阻(R13)后接地、同时经第十五电阻(R15)接第四运放(U4)的输出，第四运放(U4)的输出经第十七电阻(R17)后输出，输出同时还经第五二极管(VT5)的正极接电压3.3V、经第六二极管(VT6)的负极后接地，第六二极管(VT6)的正负极之间接有第五电容(C5)。

2.根据权利要求1所述的有源电力滤波器电参数计算/液晶显示的系统，其特征是：所述的STM32F103核心板低速外部时钟源采用32.768kHz的外部晶振，高速外部时钟源采用8MHz的外部晶振，启动模式选用户闪存或者系统闪存，当SW1上拉接3.3V时，启动模式为系统闪存；当SW1接地时，启动模式为用户闪存；参考电压VREF+和VREF-分别为3.3V和0V，ADC输入信号电压范围为0V～3.3V；最小系统所需的5V电压由外部接入，3.3V电压由稳压芯片D4AMS1117-3.3产生；

所述的STM32F103核心板ADC配置采用双ADC同步规则模式，同时设置软件出发中断，每156.25us采样一次，设置定时器每156.25us产生上溢中断，触发ADC开始转换；另外配置ADC时钟频率为12MHz，转换时间为1.67us，转换后的数据将存入相应的数据寄存器中，并通过DMA将数据传送到相应的内存空间保存；

所述的有源电力滤波器的液晶显示方案中，配置了2个通用定时器，定时器2配置为每156.25us产生一次溢出中断，来触发ADC开始转换；定时器3配置为每20ms产生一次溢出中断，来读取触摸屏的按键值；

所述的STM32F103核心板与液晶屏通信通过USART。

3.一种采用如权利要求1或2所述系统的有源电力滤波器参数计算和液晶显示的方法，包括以下步骤：

S1程序经过系统初始化之后，进行AD采样，AD采样的数据经过DMA进行存储，不占用系统总线；在主菜单中设置5个触摸按键，即电网电压显示、逆变器输出电流显示、电网电流显示、直流侧电压显示、谐波电流分析，按键值分别对应2、3、4、5和6，利用定时器每20ms进行一次按键值扫描和读取，当有相应的按键按下，进入相应的子程序；当子程序结束时，如果键值为1，返回主菜单，等待新的按键值，重新进入相应子程序；

S2在电网电压显示程序中设置5个按键，包括A相，B相,C相，刷新，返回，按键值分别为11，12，13，0，1；按返回键将回到主菜单，按刷新键将刷新波形曲线、有效值和频率；当进入电网电压显示子程序时，使Key的值为11，当Key的值为11时进入A相电网电压的显示程序中，当显示完波形、有效值和频率时进行一次按键判断；当键值为11时，继续循环显示；当键值为12时，显示B相，其流程与A相相同；当键值为13时显示C相，其流程与A相相同；当键值为0时，使Key＝2，结束子程序；当键值为1时，结束子程序；其它显示子程序与电网电压显示子程序流程相同；

S3初始化完成后，定时器开始工作，采样频率6.4KHz，同时将数据通过DMA存入内存中，当一个周期的数据采集完成后，DMA产生一个中断；当DMA中断产生后对数据进行基本处理：包括对采集后的数据进行坏点处理、零点漂移处理、频率计算，一个周波有效值计算，处理完成后清除DMA中断；

对一个周波内的有效值计算需要对50个周波内的有效值取平均值，也就是有效值每1s刷新一次；

S4显示系统参数时，对数据进行有效值计算、功率因数计算和谐波电流计算：在程序进行初始化时置标志位CACL_dataFlag=0，如果50个周波的有效值累加计算完成，则CACL_dataFlag=1，对50个周波有效值的累加和进行平均值计算，更新液晶显示的有效值数据；功率因数计算采用公式

其中P为有功功率，Q为无功功率；谐波电流的计算采用FFT，对128点数据进行计算，计算出63次谐波电流，显示2～25次谐波电流。

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