CPLD的功能结构示意图如图2所示,可以认为,CPLD在下位机中起着重要的关联作用,一方面,他与MCU相互通讯,并受MCU控制,另一方面,CPLD又执行着对前端电路、键盘、LCD和继电器板等的操作任务,所以从系统总体的角度出发,CPLD完成一些接口功能。

3 频率跟踪测量技术

    本系统需要对变压器的电压、电流和频率等进行交流采样,而交流采样应用成功与否,频率的准确测量是一个关键,因为我们是取8个正常采样周期的平均电压、电流值,而且由于不同型号变压器的输出频率不一,本身也需要测量频率。响应时间、测量精度以及硬件要求是测频方法的主要指标。

    我们可以定量分析一下由电压信号频率波动所引起的电压信号有效值误差的大小。

    一般工频频率的波动常常要到0.1Hz以上,即δf>0.1/50=0.5%,则对电压信号有效值的影响要达到0.25%,所以应实现采样频率对工频频率的在线自动跟踪,以保证测量精度。

    考虑到系统的频率不是变化很快,要实现采样频率随系统工频的变化而实时调整,可先测得系统的频率前一周期对应的计数值Tc（以单片机系统的定时器时钟周期为单位）,然后根据每周波采样点数（N）,适时计算出每一采样间隔计数值Tsj。

间隔计数值：

Tsj=Tc/N （2）

    则以Tsj为周期进行采样,即可实现采样频率的实时跟踪,保证了交流等间隔采样,为实现这一过程,通常采用的电路结构为：来自电压（流）互感器的电压（流）经过低通滤波器和跟随器,经过零比较器（可用LM339）整形成方波,经光耦（如4N35）送到80C196KC的高速输入接口 HS1.0利用方波的上升沿触发高速输入中断,侧得每个工频周期计数值Tc。单片机由式（2）计算得到采样间隔时间Tsj。以Tsj为时间间隔,设置软件定时器中断,在软件定时器中断中进行采样间隔设置,主程序根据其确定启动A/D的时间间隔,完成周期误差的大大减少和采样频率的实时跟踪。