2 硬件设计
2.1 交流量采集模块设计
交流量采集模块可以根据实际的箱式变电站的需求,改变电压互感器和电流互感器的数目。要求所用探测装置体积小,容易自由地取放。同时,具有精度高,抗冲击电压,冲击电流能力。电流互感器精度0.2 级,输入电流20 A,输出电压5 V。电压互感器采用电压互感器精密互感器,精度0.2级,输入电压240 V,输出电压0~8 V。
该设计对互感器中传出的信号采用图2所示的信号电路进行调理。前面为电流信号变为电压信号,经滤波放大后,信号为-1.5~+1.5 V,后面为加法电路,该电路对信号起抬位的作用,使其范围变为0~3 V。信号经过调理后送入TMS320F2812的A/D转换模块,完成A/D采样。
2.2 主控模块设计
主控模块采用TMS320F2812,为TI公司推出C2XXX系列的新产品,32位定点DSP芯片。既具有数据信号处理能力,又具有强大的事件管理能力和嵌入式控制功能,特别适用于大批量数据处理的测控场合。该系列数字信号处理器还集成了128 KB的FLASH存储器,4 KB的引导ROM。16通道、高性能、12位ADC单元提供了两个采样保持电路,可以实现双通道信号的同步采样。
在A/D模块的硬件资源配置好了之后,可以用软件指令随时启动A/D采样。外界的模拟量通过传感器采集进来后,进人多路模拟选择开关,经过采样保持,送到 12位的模/数转换器,将转换结果经过多路选择开关进入结果寄存器中。然后DSP对数据进行处理分析,计算出二次测的电力参数,用FFT方法分析电压谐波,为串联补偿提供依据。开关量数据直接传输给DSP,记录其位置状态,记录动作时刻及其原因,并通过程序设定执行开关量的控制。
2.3 人机模块设计
人机模块通用RS 485接口与数据处理模块进行连接,完成液晶显示和按键操作功能。人机模块采用Philips公司生产的P89C61单片机。P89C61器件采用高性能的静态80C51设计,以先进的CMOS工艺制造,并包含非易失性FLAsH程序存储器,可通过并行编程或系统编程(ISP)的方法进行编程。能与液晶显示器兼容,CPU数据接口采用8位数据总线并行输入/输出和8条控制线与液晶相连,连接方式如图3所示。设定菜单、确定、加、减四个键,进行键盘设计,与 DSP主控模块通讯另需RS485转换芯片。