智能时间控制器所有专业(编辑修改稿)

智能时间控制器所有专业(编辑修改稿)内容摘要：

8051 的数字外设部件之外，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其它数字外设及功能部件，减少了系统的外围元件，有利于提高系统的抗干扰能力。 内部的数字资源通过优先权交叉开关译码器分配 I/O口，可完全由用户支配。 系统具有几种串行总线接口，通过交叉开关可配置到端口，可方便地与上位机及编程器通讯。 嵌入式系统采用流水线结构，处理能力大大提高，峰值性能可达 25MIPS。 每个系统都能有效地管理模拟和数字外设，可以关闭暂时不工作的外设以降低功耗。 FLASH 存储器还具有在系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储 ，并允许现场更新固件，这一特性允许将程序存储器用于非易失性数据存储以及在软件控制下更新程序代码。 片内 JTAG 调试支持功能允许使用安装在最终应用系统上的产品 MCU进行线路电流传感器采用空芯互感器，保证在整个电流范围内采样信号的线性度。 空芯互感器、速饱和铁芯互感器是互相独立的部件，同时套装在断路器主回路的母排上。 考虑到一次回路电流高达 50kA/75kA，进入 A/D转换器的电流信号范围较大，为了提高精度和采样分辨率，把电流信号分为小信号和大信号两组，对于小信号利用硬件电路进行放大处理，而大信号直接输入。 接地电流信 号一般较小，需经放大处理，其取论文新型智能控制器的研究与开发来自 一种方式为测量中线电流。 直接取三相电流信障情况下，矢量和不等于零，取出此电流信号作为中线保护电流信号。 这种方式不能区分系统不平衡电流和接地故障电流。 另一种方式为测量接地电流。 接地信号取于中关，此电流可作为接地电流的保护信号。 A、 B、 C 三相电流大信号、电流小信号、电压信号和接地漏电信号共 10 路输入经过滤波、隔离、放大等处理后送嵌入式系统的 A/D 转换器的输入端，输入端被配置为单端输入方式，温度采样的输入由嵌入式系统内部的温度传感器完成，嵌入式系统 控制电子开关选通所需的各路信号进行轮流采样。 10 路信号采样处理周期为。 瞬动短路故障采用峰值采样，考虑抗尖峰干扰，信号处理时间为双周期 ，短路故障电流较大时瞬动处理较快。 控制器微处理器采用嵌入式微处理器 C8051系列，该系统是真正能独立工作的集成的混合信大连海洋大学专科毕业论文 (设计 ) 智能时间控制器设计 10 号片上系统（ SOC），它具有与 MCS51 内核及指令集完全兼容的微控制器，除了具有标准 8051 的数字外设部件之外，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其它数字外设及功能部件，减少了系统的外围元件，有利于提高系统的抗干扰能力。 内部的数字资源通过优先权交叉开关译码器分配 I/O口，可完全由用户支配。 系统具有几种串行总线接口，通过交叉开关可配置到端口，可方便地与上位机及编程器通讯。 嵌入式系统采用流水线结构，处理能力大大提高，峰值性能可达 25MIPS。 每个系统都能有效地管理模拟和数字外设，可以关闭暂时不工作的外设以降低功耗。 FLASH 存储器还具有在系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新固件，这一特性允许将程序存储器用于非易失性数据存储以及在软件控制下更新程序代码。 片内JTAG调试支持功能允许使用安装在最终应用系统上的产 品 MCU进行非侵入式（不占用片内资源）、全速、在系统调试。 该调试系统支持观察和修改存储器和寄存器，支持断点、单步、运行和停机命令。 在使用 JTAG调试时，所有的模拟和数字外设都可全功能运行。 嵌入式系统内部有一个能独立工作的时钟发生器，在复位后被默认为系统时钟。 如有需要，时钟源可以在运行时切换到外部振荡器。 扩展的中断系统向嵌入式系统提供 22 个中断源，允许大量的模拟和数字外设中断微控制器。 一个中断驱动的系统需要较少的系统干预，却有更高的执行效率。 在智能控制器多任务实时系统时，这些增加的中断源是非常有用的。 显示 曾采用液晶显示方案，但是由于液晶显示在高温和振动情况下容易损坏，特别是在部分现场环境较暗时，控制器是否正常运行不便监察，因此，采用 LED显示。 系统通过一个高效的键盘显示管理芯片 BC7281，利用 3 个信号线便完成了主要的面板显示和按键操作。 采用数码管和LED 发光二极管循环显示电路运行参数及故障状态下的故障电流和指示故障类型。 在正常运行状态下，用户使用控制器面板上的键盘或者上位机和编程器的通讯可进行定位显示、电流整定值调整、延时脱扣时间调整、试验、存储、复位等各项操作。 由于其中两个按键要求有连续按键功能，因此单 独接到系统的普通 I/O口上。 为了满足系统的实时性需要，需由一时钟电路给系统提供时钟信号。 系统时钟信号由串行时钟芯片 DS1302产生，采用串行通讯方式 , 只需三条线即可与单片机通讯；虽没有采用光电隔离，但由于读写靠时序控制，且具有写保护位，抗干扰效果明显；同时体积小，连线少，外围只有，使用灵活。 软件主要由主程序和中断服务程序两部分组成。 主程序主要完成键盘输入（采用查询方式）、数据处理及显示刷新、故障检测及处理和故障脱扣等功能；中断服务程序主要完成电压、电流的采样、频率、功率因数的计量 以及瞬时故障检测和连续按键等功能。 主程序开始上电初始化，配置 I/O端口，系统自检，然后进行 FFT对电压、电流的采样数据处理，求取各项电路参数，并判断是否有故障需要进行延时脱扣。 若有故障，则需跳转到各项故障处理子程序，此期间以查询方式处理键盘程序，定时刷新显示。 中断服务程序主要包括各个定时器中断和两个外部中断 INTINT2。 INT1 是电压方波中断， INT2 是电流方波中断，两个外部中断通过定时器 0 经过处理得到电路的频率和功率因数。 定时器 1中断作为延时时间计数和刷新显示计数及其它的计数。 为了防止中断及显示冲突 ，刷新显示及延时程序放在主程序里完成。 定时器 2中断作为和上位机及编程器的串行通讯。 定时器 3中断中进行电压、电流采样和瞬时脱扣处理，基于同样的原因，采样的数据处理应该放在主程序里完成。 TMS320C54xx是 TI公司针对音频信号处理领域推出的一种定点DSP系列芯片，已经在很多语音信号处理系统中得到了广泛的应用。 在这些系统中，通常包含 DSP大连海洋大学专科毕业论文 (设计 ) 智能时间控制器设计 11 和单片机两个子系统。 DSP 系统作为从设备，完成采样、计算等功能；单片机系统作为主设备，完成交互界面的控制。 主从设备之间也要以一定的方 式接口，来进行数据通信。 下面就介绍 DSP和单片机之间的接口技术。 这里单片机选择的是 MCS51系列。 51系列是一种很经典的单片机， 20多年来一直久盛不衰。 而且 Intel通过授权 51内核，出现很多第三方生产的 51系列产品。 这些产品一般都具有较高的时钟频率和较大的存储空间，而且还能运动嵌入非侵入式（不占用片内资源）、全速、在系统调试。 该调试系统支持观察和修改存储器和寄存器，支持断点、单步、运行和停机命令。 在使用 JTAG调试时，所有的模拟和数字外设都可全功能运行。 嵌入式系统内部有一个能独立工作的时钟发生器，在 复位后被默认为系统时钟。 如有需要，时钟源可以在运行时切换到外部振荡器。 扩展的中断系统向嵌入式系统提供 22 个中断源，允许大量的模拟和数字外设中断微控制器。 一个中断驱动的系统需要较少的系统干预，却有更高的执行效率。 在智能控制器多任务实时系统时，这些增加的中断源是非常有用的。 显示曾采用液晶显示方案，但是由于液晶显示在高温和振动情况下容易损坏，特别是在部分现场环境较暗时，控制器是否正常运行不便监察，因此，采用 LED显示。 系统通过一个高效的键盘显示管理芯片 BC7281，利用 3 个信号线便完成了主要的面板显示和按键操作。 采用数码管和LED 发光二极管循环显示电路运行参数及故障状态下的故障电流和指示故障类型。 在正常运行状态下，用户使用控制器面板上的键盘或者上位机和编程器的通讯可进行定位显示、电流整定值调整、延时脱扣时间调整、试验、存储、复位等各项操作。 由于其中两个按键要求有连续按键功能，因此单独接到系统的普通 I/O口上。 为了满足系统的实时性需电初始化，配置 I/O端口，系统自检，然后进行 FFT对电压、电流的采样数据处理，求取各项电路参数，并判断是否有故障需要进行延时脱扣。 若有故障，则需跳转到各项故障处理子程序，此期间以查询方 式处理键盘程序，定时刷新显示。 中断服务程序主要包括各个定时器中断和两个外部中断 INT INT2。 INT1是电压方波中断， INT2是电流方波中断，两个外部中断通过定时器 0经过处理得到电路的频率和功率因数。 定时器 1中断作为延时时间计数和刷新显示计数及其它的计数。 为了防止中断及显示冲突，刷新显示及延时程序放在主程序里完成。 定时器 2中断作为和上位机及编程器的串行通讯。 定时器 3中断中进行电压、电流采样和瞬时脱扣处理，基于同样的原因，采样的数据处理应该放在主程序里完成。 TMS320C54xx 是 TI公司针对音频信号处理 领域推出的一种定点 DSP系列芯片，已经在很多语音信号处理系统中得到了广泛的应用。 在这些系统中，通常包含 DSP和单片机两个子系统。 DSP 系统作为从设备，完成采样、计算等功能；单片机系统作为主设备，完成交互界面的控制。 主从设备之间也要以一定的方式接口，来进行数据通信。 下面就介绍 DSP和单片机之间的接口技术。 这里单片机选择的是 MCS51系列。 51系列是一种很经典的单片机， 20多年来一直久盛不衰。 而且 Intel通过授权 51内核，出现很多第三方生产的 51系列产品。 这些产品一般都具有较高的时钟频率和较大的存储空间， 而且还能运动嵌入式操作系统。 这些都极大地提高了它的性能，扩大了它的应用范围。 DSP 芯片中的 HPI（主机接口）是为了满足 DSP 与其它的微处理器接口而专门设计的。 它分为 HPI8和 HPI16，分别针对具有 8位和 16位数据线的单片机。 每一种又分为标准型和增强型。 两值得的区别在于标准型只可以访问固定的地址空间，而增强型可以访问整个DSP的片内存储器。 这里以增强型的 HPI8为例为说明。 大连海洋大学专科毕业论文 (设计 ) 智能时间控制器设计 12 HPI8总共有 18根信号线。 其中数据线 8根（ HD0～ HD7） ,其余 10根都是控制线，要，需由一时钟电路给系统提供时钟信号。 系统时钟 信号由串行时钟芯片 DS1302 产生，采用串行通讯方式 , 只需三条线即可与单片机通讯；虽没有采用光电隔离，但由于读写靠时序控制，且具有写保护位，抗干扰效果明显；同时体积小，连线少，外围只有 ，使用灵活。 软件主要由主程序和中断服务程序两部分组成。 主程序主要完成键盘输入（采用查询方式）、数据处理及显示刷新、故障检测及处理和故障脱扣等功能；中断服务程序主要完成电压、电流的采样、频率、功率因数的计量以及瞬时故障检测和连续按键等功能。 主程序开始上电初始化，配置 I/O端口，系统自检，然后进行 FFT对 电压、电流的采样数据处理，求取各项电路参数，并判断是否有故障需要进行延时脱扣。 若有故障，则需跳转到各项故障处理子程序，此期间以查询方式处理键盘程序，定时刷新显示。 中断服务程序主要包括各个定时器中断和两个外部中断 INTINT2。 INT1 是电压方波中断， INT2 是电流方波中断，两个外部中断。