基于DSP和嵌入式操作系统的高压开关测试仪设计.pdf

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1、■一一0-■_动控制0基于DSP和嵌入式操作系统的：：：lllllll与0高压开关测试仪设计：检测胡婷婷，吴谨，马超。(1．武汉科技大学信息科学与工程学院，湖北武汉430081；2．西北工业大学电子信息学院，陕西西安710129)DesignofHigh——voltageSwitchTesterBasedonDSPandEmbeddedOperatingSystemHUTing—ring，WUJin。MAChao2(1_CollegeofInformationScienceandEngineering，WuhanUniversityofSc

2、ienceandTechnology，Wuhan430081，China；2．SchoolofElectronicsandInformation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710129，China)摘要：采用~c／os—II作为系统软件平台，并从防止故障扩大。为了保障高压开关的正常运行，必硬件设计和软件设计2个部分进行了详细阐述。重须定期对其机械特性进行测试，了解高压开关的机点介绍模拟量采样模块、CPLD模块、USB模块、系械特性参数是否正常，从而评估高压开关好坏以及统软件和应用软件设

3、计。经现场测试，该系统工作使用寿命，保障电力系统的安全稳定运行。稳定，可靠性好并且系统功能容易扩展。1系统概述关键词：TMS320F2812；CPLD；~c／os—II中图分类号：TP2161．1系统总体设计[文献标识码：A根据高压开关测试系统的需要，系统采用TI文章编号：1001—2257(2010)03—0040一O3公司推出的32位定点DSP芯片TMS320F2812为Abstract：Theembeddedreal—timeoperating底层处理器，采用模块化设计思想，极大地方便了程systemof~c／os一Ⅱisadopte

4、dassoftwareplat—序的开发及维护。系统结构如图1所示，其中串口form，andthehardwaredesignandsoftwaredesignFlash采用AT45DBO41保存采集后经过计算处理isdescribedinthepaper．Thedesignofsampling的数据，可以在掉电后不丢失数据。SRAM使用analogmodule，CPLDmodule，USBmodule，the256kX16位的IS61LV25616作为存储变量和程序systemsoftwareandapplicationsoftwarew

5、eream—调试时使用。系统和上位机的通讯使用RS232方phasized．Afterfieldtesting，thesystemstability，式。数据采集时，首先通过A／D转换器件把16通reliabilityandeasyexpansionofsystemfunction道的模拟信号通过DSP的A／D转换进行处理，然areproved．后将处理后的数据存储于Flash中，通过LCD直接Keywords：TMS320F2812；CPLD；uC／OS一Ⅱ显示或发送至上位机进行后处理。0引言随着电力系统的迅速发展，我国电网规模越来越大，

6、各种电力电子装置在电力系统、工业控制及日常中的应用日益广泛，对于电力系统的可靠性和安全性的要求越来越高。这就需要高压开关对电网进行实时保护，在电网发生故障时及时切断电源电路，收稿日期：2009—09—18图1系统结构·40·《机械与电子)2010(3)1．2DSP芯片选择[2]2．3USB通信电路设计[3]在DSP的选择上，考虑系统处理数据量大，对系统采用USB接口芯片CH375，工作在主机输出实时性要求高，且为方便系统后续软件升级和方式下，以串口方式与DSP进行通信。与DSP的功能扩展等需求，选用TI公司一款性价比很高的接口连接如图2所示

7、。／WR和／RD分别与DSP的基于32位的定点DSP控制器TMS32OF28l2。WR和RD信号相连，DSP的地址线A0与CH375的A0端口相连，作为CH375的命令和数据端口的2系统硬件设计选择，片选信号经过CPLD进行地址译码产生。中断端口与DSP的外部中断1相接，下降沿有效。2．1模拟采集电路交流电压信号的采集直接使用F2812内置12位A／D转换模块，由于该模块本身具有采样保持电路且要求输入电压范围为O～3V，因此设计时需将外部输入的220V电压信号在输入DSP之前转换成O～3V电压信号。考虑这方面因素，前端设计由电压互感器、电流

8、电压转换电路、滤波电路和缓冲电路组成，最后输入DSP的信号满足系统要求。2．2CPLD设计系统采用ALTERA公司的EPM7128，实现外设地址译码、数据锁存、开关量信号的输出以