基于RISC处理器的变压器经济运行控制及备自投装置的设计

摘要

本文对基于RISC处理器的变压器经济运行控制及备自投装置的设计进行了研究。文章介绍了变压器经济运行控制的判别方法及采样算法，进行了CPU方案的选型，并对装置的硬件平台和软件的模块化设计进行了详细的阐述。在硬件电路设计上，采用了Freescale的基于RISC技术的工业级芯片MCF5282作为装置的CPU，再配合其他外围芯片，实现了A/D转换电路、开关量模块电路、I<'2>C接口电路、串口通信电路、CAN通信电路、以太网模块电路和人机交互接口模块电路等。在软件设计上，采用软件层次化思想，利用C语言模块化的特点，优化改进了离散傅立叶变换算法来提取信号特征量，实现了变压器经济运行控制及备自投的功能、通信功能和人机交互功能。

目录

文摘

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声明

1绪论

1.1课题的背景及意义

1.2国内外变压器经济运行及备自投装置研究现状

1.3本文的主要工作

2变压器经济运行控制的判别方法及算法

2.1变压器经济运行的判别方法

2.2监控装置的算法选择

2.2.1全波傅氏算法

3.2.2递推最小二乘法

3.2.3带差分滤波环节的全波傅氏算法

2.3小结

3装置的硬件设计

3.1硬件系统设计总体考虑

3.2 CPU方案选型

3.2.1几种CPU方案的比较

3.2.2 RISC处理器内核选择

3.2.3 RISC处理器的选择

3.3 CPU插件

3.3.1 MCF5282微处理器功能介绍

3.3.2 MCF5282最小系统硬件实现

3.3.3 A/D转换模块电路

3.3.4频率测量模块电路

3.3.5 I2C模块电路

3.3.6通信模块电路

3.3.7开关量接口电路

3.3.8人机交互接口电路

3.4电源插件

3.5模拟量输入插件

3.5.1交流电压变换电路

3.5.2交流电流变换电路

3.6开关量输入插件

3.7开关量输出插件

3.8装置硬件抗干扰设计

3.8.1地线设计

3.8.2退耦电容的配置

3.8.3 PCB板层的选择及元器件布局、布线

3.9小结

4装置的软件设计

4.1软件系统简述

4.2主循环模块

4.2.1液晶显示

4.2.2键盘读取

4.3采样中断模块

4.4变压器经济运行控制与备自投中断处理模块

4.4.1信号特征量的提取

4.4.2经济运行控制及备自投功能的软件实现

4.5通信中断模块

4.5.1串口通信程序模块

4.5.2 CAN通信程序模块

4.5.3以太网通信程序模块

4.6软件抗干扰措施

4.6.1软件看门狗

4.6.2装置自检

4.7小结

5装置的调试

5.1调试设备

5.2调试方法及结果

5.2.1装置的控制功能调试

5.2.2装置串口通信的调试

5.3小结

6结论与展望

致 谢

参考文献

附录