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风力发电机实验测试系统的设计与实现
来源:本站整理  作者:佚名  2010-06-07 16:26:48




    本系统THS1206采用4个单通道输入模式,图2为一片THS1206与TMS320C5416型DSP的接口电路。DSP采用复合引脚R/W来进行读写操作,THS1206的可编程引脚WR与DSP的R/W引脚连接。THS1206的RD引脚通过连接一个电阻上拉为高电平。THS1206有两个片选信号CS0和CS1。TMS320C5416通过IOSTRB引脚选择外围空间,与THS1206的CS0相连,地址线A17与CS1相连。THS1206的数据总线(D0~D11)可以直接与TMS320C5416的(D0~D11)数据总线相连,无需经过缓冲和电压转换。测试系统由DSP定时器提供转换时钟信号。DSP采用中断方式读取转换后的数据。THS1206的DATA-AV直接与DSP的INT2相连。


    由于本文的风力发电机测试系统需要进行频谱分析的是交流部分,8路0~1 500 V的交流电压和8路0~10 A交流电流,用于交流部分频谱分析的A/D芯片THS1206为4通道输入芯片,所以本系统需用4片THS1206。
2.2  ADS7864与TMS320C5416接口电路
 ADS7864是德州仪器(TI)公司Burr-Brown产品部推出的快速6通道全差分输入的双12位A/D转换器。能以500 kS/s的采样速率进行6通道同时采样,特别适合于数据采集系统中电力参数的采集[4]。
 图3为TMS320C5416与一片ADS7864的接口电路,6个差分模拟输入通道CHA0、CHA1、CHB0、CHB1、CHC0和CHC1输入的模拟信号被ADS7864的6个采样保持器保持,当ADS7864对采样的6路信号转换完毕后,ADS7864的BUSY引脚产生中断信号,与DSP的INT0引脚相连表示转换完毕,DSP可以通过中断程序对转换完毕的采样信号进行读取与处理。ADS7864的A2、A1、A0为地址和模式控制端,用于选择数据的读出方式,这里A2A1A0=110,输出模式为循环方式。BYTE信号用于决定输出数据宽度,令其为低电平,一次输出16位信号(DB15~DB0),CLOCK信号用作A/D转换所需的时钟,这里选择时钟的最高工作频率为8 MHz,由CPU的时钟提供。控制三组输入通道的采样/保持信号HOLDA、HOLDB、HOLDC连接在一起,由CPLD进行控制。

    由于TMS320C5416的I/O口工作电压是3.3 V,ADS7864的数字端工作电压是5 V,所以它们之间必须连接由5 V转换到3.3 V的电平转换芯片74LVC16245。本文风力发电机测试系统需要同步测试22路信号,ADS7864为6通道差分输入A/D转换芯片,所以本系统需用4片ADS7864芯片。22路信号的同步采集由CPLD控制每片ADS7864的HOLDX引脚为低电平来实现。
3 测试系统软件设计
3.1 系统整体软件设计
  本文风力发电机测试系统主程序流程图如图4(a)所示。首先进行系统初始化,根据DSP芯片固有的功能和特征,进入主程序的入口设置,所有寄存器清零,进行程序存储器ROM区和数据存储器RAM区的初始化,中断矢量设置等主程序运行前的准备工作,以及检查系统电源,监视芯片上电后的DSP芯片内的硬件运行情况。当DSP芯片运行正常后,进入测试系统软件的主程序运行,使用默认配置参数来设定系统的存储器资源和总线占用资源。


  系统在默认配置参数正常的情况下,开始定时器设置,系统可通过定时器的设置确定采样时间。在一次采样结束后,首先进入数据预处理,再将数据通过USB接口向上位机传送。同时需要进行频谱分析的数据在液晶显示屏里显示出来。每次采样及数据处理结束后,都要对数据的采样数量进行判断,如果条件满足,则系统数据采样处理过程结束。如果不满足,还要继续进行定时器设定时间的判断,如果定时器设定时间到,则进行新一轮的采样过程,否则进行等待循环状态。

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