基于ARM的继电保护装置通信管理系统研制

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1、第24卷第8期电力科学与工程VO1．24．No．8Oct．，2008212008年10月ElectricPowerScienceandEngineering基于ARM的继电保护装置通信管理系统研制杨锁红，胡朝举，陈成(1．华北电力大学，河北保定071003；2．保定中力电力科技发展有限公司，河北保定071051)摘要：选用ARM处理器，开发了一个集嵌入式控制、数据交互和网络通信于一体，并提供友好人机操作的硬件平台，对于提高智能嵌入式系统可靠性、组网灵活性很有意义。完成了基于LPC2378的嵌入式系统的研制。实际应用证明，设计具有极好的扩展性、高可靠性、便于维护等优点。关键词：嵌入式系统；

2、以太网；uC／OSII；ARM；LPC2378中图分类号：TM732文献标识码：A通信管理系统1装置介绍1．1装置简介ZBH一600数字式变压器保护装置，采用高性能、高可靠、大资源的硬件系统，其保护功能、人机显示、规约转换功能、网络打印完全分开，提高了装置的可靠性，便于调试、维护和使用；适用于110kV及以上电压等级的各种接线方式的变压器，可用于变电站综合自动化系统，也可用于常规的变图1通信管理系统的实现框图电站。装置支持标准COMTRADE格式的故障数据的显示及打印，可根据现场需要随时修改跳闸矩电源：直流220V输入，经逆变后提供+5阵的设计。V，+12V，+24V给通信管理系统使用。

3、通信管1．2装置通信管理系统的特点理：实现装置的保护功能与液晶显示模块、网络打通信管理系统的设计完全考虑目前现场的工程印模块间的信息转换，完成内部规约与标准l03规实际：采用灵活的后台通讯方式和友好的人机接约的转换等所有通信管理。人机显示：控制大屏幕口，以10．4大屏幕TFT显示系统运行情况及实时背光TFT液晶显示并配触摸屏，实现人机对话。数据；配电阻式触摸屏，使用户操作更加方便快网络打印：提供RS485／以太网接口的网络打印系捷；可存储大容量与COMTRADE兼容的故障录统，为工程现场完成打印服务。波，用户可根据需要进行选择显示或打印；以多种形式再现故障时的原始数据，便于用户查找分析原

4、2系统的硬件设计因，适于无人值守的现场应用。1．3装置的通信管理系统的设计原理2．1LPC2378芯片介绍装置的通信管理系统分人机显示、网络打印、LPC2378是Philips公司生产的基于通信管理3个大的模块，与装置内的保护进行信息ARM7TDMI—S核的32位微处理器，采用高性能的交互，实现框图如图1所示。的32位RISC结构，专为超低功耗的移动通信、收稿日期：2008—05—10．作者简介：杨锁，华北电力人学研究生电力科学与工程2008证工业控制设计的芯片。具有如下特性：整个系统的外部电源输入采用直流220V，经(1)内核电压3．3V，可以在高达72MHz的逆变后提供+5V供通信管

5、理系统使用，其中LPC频率下工作。2378芯片I／O和内核分别采用3．3V供电，而CAN(2)器件含有高达512KB的片内Flash和58收发器和扩展的MAX485电路采用5V供电。KB的片内SRAM存储器。(2)存储器部分设计。本系统采用EEPROM(3)集成1个1OM／100MEthernetMAC，2存储装置的系统设置参数，装置异常掉电时数据可路CAN2．0B通道。保持不变，保证参数设置数据不丢失。LPC2378(4)多个串行通信接口．增强了设计的灵活性，的SPI接口扩展2片EEPROM，EEPROM采用提供了更大的缓冲区，并且具有更高的处理能力，AT25256芯片，如图4所示。4

6、个UART、3个IIC总线接口、3个SPI／SSP接3．3V口和1个IIS接U。(5)使用了标准的ARM测试／调试JTAG接D7R41h口，支持实时仿真和嵌入式跟踪支持。3．3VAT25256loklUllSSEL1lCS2．2基于LPC2378的嵌入式系统硬件设计2MISO1考虑到装置通信管理系统的整体设计要求、节S0省软件开发周期等因素，将3个模块选择同样的微SCKlWP3．3v处理器进行板级设计，其处理器的扩展功能基本相M0SIl4GND同，只是在各模块的实际应用中不同，系统硬件结GND构如图2所示。图4EEPROM扩展电路∞面～(3)时-弓．5钟设计。为装置的通信管理系统提供II

7、一DLPC2378外的硬件实时时钟，特采用DS233l芯CAN／RS2IlLPC2378片利用LPC2378的IIC接口扩展时钟电路。为显32／RS以．太．4网85／rI卜1l嵌⋯入式一处理⋯器。。示和打印模块分别提供精确的时间，设计如图5所II不o打印机、lEEPROM33V液晶显示l系统参数存储图2系统硬件结构图0k10k以下主要针对此硬件开发平台，进行存储器扩1II【Il16SCL1I展、主要接口及其外设方面设计的介绍。SCL