【正文】 7C5101 通訊規(guī)約。系統(tǒng)時鐘由可編程萬年歷時鐘芯片 DS12887 提供，同時由控制中心精確對時。同時六路信號通過四階巴特渥斯低通濾波器和采樣保持器濾波采樣，由 DSP 控制多路切換開關來選擇六路信號分別進入 A/D 轉換器MAX120。兩部分通過雙口 RAM 進行數(shù)據的交換和通訊。 變壓器監(jiān)測終端的設計概述隨著電力電子設備的廣泛應用，供電質量和供電可靠性越來越受到重視，電壓、電流、諧波、負荷電流水平和功率因數(shù)等參數(shù)是衡量電能質量的重要參數(shù)。(5)終端有當?shù)刈哉{試功能。按設定時段累積計算分時電能量，記錄月、年最大需要量及其出現(xiàn)時間。統(tǒng)計電壓合格率，統(tǒng)計失電時間，記錄及上報失電的起始和終止時間（時間記錄精確到分） 。監(jiān)視變壓器油溫，記錄并上報異常信息。采集電能表脈沖或多功能電能表信息，實現(xiàn)有功電能量、無功電能量的測量。根據變壓器監(jiān)測系統(tǒng)的工程要求，本次設計的要求如下：(1)采集三相交流輸入電壓、電流量，實現(xiàn)電壓、電流、有功功率、無功功率的測量。在文章的最后給出了在具體設計中應該注意的問題。80C196KC 是整個系統(tǒng)的核心即 CPU 部分。傳統(tǒng)的電路測試是靠分立的儀器組合完成的，如功率裝置、波形監(jiān)測裝置、諧波分析裝置等。一般來說，變壓器監(jiān)測終端應具有數(shù)據采集與處理、監(jiān)控、保護、遠動通信等功能。世界各國紛紛制定了日益完善的電能質量標準，根據這些標準來判斷電能質量的優(yōu)劣。 RS232。系統(tǒng)采用以 80C196KC 來控制各模塊的設計思想。本論文對每個模塊逐一進行了研究，對各模塊的工作原理及功能進行了詳細的介紹；對基于 CAN 總線的變壓器監(jiān)測終端設計的硬件電路進行了系統(tǒng)的設計。 keyboard interface。在我國供電系統(tǒng)的設計中，對諧波、負荷電流水平和功率因數(shù)進行合理估算，是非常有必要的。它與輸電網自動化(輸電網調度自動化系統(tǒng))的監(jiān)控信息采集內容相比較，具有系統(tǒng)規(guī)模大，涉及到的現(xiàn)場自動化設備數(shù)量大，種類繁多，從而導致遠方饋線終端采集的信息量大，種類繁多，不僅在傳統(tǒng)“四遙”方面信息內容有所變化，而且還新增加了許多配電網中特有的信息。這種測試裝置的弊端是體積太大、自動化程度低，無法完成無人監(jiān)控的目的和數(shù)據不集中。之所以選擇它，是因為 80C196KC 特別擅長于進行各種控制，而且它本身集成了許多的外設，這樣就節(jié)省了很多資源。2 變壓器監(jiān)測終端的設計概述 變壓器監(jiān)測終端的技術指標隨著電力電子設備的廣泛應用，供電質量和供電可靠性越來越受到重視，電壓、電流、諧波、負荷電流水平和功率因數(shù)等參數(shù)是衡量電能質量的重要參數(shù)。其中電壓的輸入范圍是 0～260V，電流的輸入范圍是 0～5A，電壓及電流的采樣精度是177。有功電量的精度是177。(2)接收上一級的校對命令，時鐘日走時誤差≤1s，終端自身時鐘的日走時誤差≤5s。當終端電源失電時，儲存的數(shù)據不能丟失。(4)能與上級站或主站控制終端通信，將采集和處理的信息向上發(fā)送并接受上級站或主站控制終端的命令。具有自診斷功能，發(fā)現(xiàn)終端的內存、時鐘、I/O 口等工作異常時應記錄及保存。變壓器監(jiān)測終端通過采集這些參數(shù)，計算并判斷電能質量的優(yōu)劣，同時與監(jiān)測主站進行通訊，接收主站下達的各種命令，傳送主站所需的各種參數(shù)，達到實時監(jiān)控的目的。參見圖 1。DSP 同時控制 A/D 的采集，且把采集后的數(shù)據進行公式計算和 FFT 運算，以實現(xiàn)對各種參數(shù)的檢測，并把頻率、電壓、電流、有功功率、無功功率和諧波存入雙口RAM 并置位標志位。它的各項控制由可編程邏輯器件CPLD(XC95108)完成。終端響應主站以 101 通訊規(guī)約發(fā)送的控制命令及各項設置命令，并按照一定的格式把主站需要的數(shù)據發(fā)送給主站。繼 8051，8096BH 之后，Intel 公司又推出了一系列高性能的 CHMOS16 位單片機——8X196XX.。Intel 的 CHMOS 16 位單片機有很多型號，集成在單片內的“外圍設備”花樣繁多，80C196KC 就嵌入了時鐘發(fā)生器，I/O 口，A/D 轉換器，PWM，串行口，定時/計數(shù)器，監(jiān)視定時器，高速輸入/輸出器、還有外設事務服務器 PTS 等外設，系統(tǒng)框圖見圖 2。在執(zhí)行過程中，MCS96 單片機的總線可以動態(tài)地改變，配置成標準的 16 位分時切換的地址/數(shù)據總線，或配置成最小方式型的 16 位地址/8 位數(shù)據總線，以便適應對外部寄存器進行字節(jié)操作或字操作的不同需求 [3]。 圖 2 80C196KC 的基本方框圖80C196KC 能提供幾種類型總線信號。器件內部提供了 4 種就緒控制方式，這些方式取決于 和 的值，內部就緒控制邏輯用來限制等待的狀態(tài)周期數(shù)，采用慢速器件時，可以把等待狀態(tài)插入到總線周期內。其中非屏蔽中斷NMI、軟件陷阱TRAP和非法操作碼中斷是3種特殊的中斷源，各用了1個專門的中斷向量，其余25個中斷源分享另外15個中斷向量。4個軟件定時器受高速輸出器控制，到達預定時間時，設置相應的軟件定時器標志，可以激活軟件定時器中斷。復位時，程序將從2080H單元開始執(zhí)行。018H～0FFH是附加的寄存器陣列，可由RALU直接訪問，宛如有232個累加器。 全雙工串行口MCS96單片機具有與MCS51單片機兼容的全雙工串行口。作為D/A轉換器輸出,MCS96單片機可以直接提供脈寬調制信號，某些電機可以用它字節(jié)驅動。 高速輸入器HIS/高速輸出器HSO高速輸入器HIS用于記錄某個外部事件發(fā)生的時間，時間基準由定時器1提供，共可記下8個事件。這些口有相當一部分是多用途的。國外已有許多大公司的產品采用了這一技術。CAN 總線的突出優(yōu)點使其在各個領域的應用得到迅速發(fā)展，這使得許多器件廠商竟相推出各種 CAN 總線器件產品，已逐步形成系列。SJA1000 是目前市場上用的較廣泛的一款 CAN 控制器，它在以往的 CAN 控制器上增添了一些新的功能 [5,6]：(1) 標準結構和擴展結構信息的發(fā)送和接收(2) 增加了接收 FIFO（64 字節(jié)）(3) 在標準和擴展格式中都有單/雙接收過濾器（含接收代碼和接受屏蔽寄存器）(4) 增加了讀/寫訪問的錯誤計數(shù)器(5) 可編程的錯誤限制報警(6) 由功能位定義的仲裁丟失中斷 控制器主要由下述幾部分構成：(1) 接口管理邏輯：它接收來自微控制器的命令，分配控制信息緩存器，并為微控制器提供終端和狀態(tài)信息。(2) 發(fā)送緩沖器：它有 10 個字節(jié)存儲單元組成，存儲由微控制器寫入，將被發(fā)送到 CAN 總線的報文。(6) 收發(fā)邏輯：用來控制輸出驅動器。圖 4 SJA1000 的硬件連接圖由于 SJA1000 內部有數(shù)據鎖存器，所以直接將數(shù)據/地址信號與它相連，通過 ALE信號將數(shù)據、地址信號分離，同時通過譯碼產生相應串行口的選通信號， /WR，/RD 信號用來控制數(shù)據傳輸方向。82C250 的主要特性 [7]：(1) 與 ISO/DIS11898 標準全兼容(2) 高速（最高可達 1MBPS）(3) 具有抗工作環(huán)境下的瞬間干擾，保護總線能力(4) 降低射頻干擾(5) 低電流待機方式(6) 防護電源與地之間發(fā)生短路 SJA1000 和 82C250 的硬件連接SJA1000 和 82C250 的硬件連接如圖 5 所示。 定時監(jiān)測電路由于整個系統(tǒng)需要定時采集數(shù)據，記錄越限值的出現(xiàn)時間，統(tǒng)計總的掉電時間等，因此，全局的時鐘信號是必須的。128RAM 中，有 14 個字節(jié)是時鐘和控制寄存器，另 114 個字節(jié)作為通用寄存器使用。當 SET 位為 1 時，刷新周期被中止，這時，程序能夠對時間、日歷及鬧鈴進行初始化。C 寄存器的各位都是標志位，PF、AF、UF 分別是周期中斷、鬧鈴中斷和刷新中斷的標志位，當中斷條件滿足時，產生中斷并置位標志位。它能夠正確地進行時分秒年月日以及閏年、閏月的計算直到 2100 年。ALE 信號提供給DS12887 作為鎖存信號，讀寫線分別連接 DS 和 AS 管腳。系統(tǒng)選用的是內藏 T6963C 控制器點陣圖形式的液晶顯示模塊 DG1286412。（3） T6963C 的占空比可從 1/6 到 1/128。內藏 T6963C 的液晶顯示模塊上已實現(xiàn)了 T6963C 與行/列驅動器及顯示緩沖取 RAM的接口，同時也已用硬件設置了液晶屏的結構（單/雙屏） ，數(shù)據傳輸方式，顯示窗口長度，寬度等等。每次操作前最好先進行狀態(tài)字的檢測。使用 LCD 時，首先初始化 LCD 并清除 RAM 顯示，其中在初始化時，進行各種設置。 表 2 LCD 的四種顯示方式N1 N0 D1 D2 指令代碼 功能0 0 低字節(jié) 高字節(jié) 40H 文本區(qū)首址0 1 字節(jié)數(shù) 00H 41H 文本區(qū)寬度（字節(jié)數(shù)/行）1 0 低字節(jié) 高字節(jié) 42H 圖形區(qū)首址1 1 字節(jié)數(shù) 00H 43H 圖形區(qū)寬度（字節(jié)數(shù)/行）文本區(qū)和圖形區(qū)首地址對應顯示屏上左上角字符或字節(jié)位，修改該地址可以產生卷動效果。由于現(xiàn)在用計算機提取漢字字模已是非常容易的事了，所以系統(tǒng)采用圖形方式來顯示漢字。MCU利用數(shù)據總線與控制信號直接采用I/O設備訪問形式控制T6963C類液晶顯示模塊。鑒于 80C196KC 是帶有 ROM 的，EPROM 是必須的，尋址范圍為 32KB。把 256KB 存貯器劃分為 8 頁，每頁為 32KB 或 16KW。本系統(tǒng)的外設存貯器包括 1 片 32KB 的 EPROM 27256,1 片 128KB 的 SRAM，2 片 1KB的雙口 RAM，時鐘 DS12887，8255，LCD 和 CAN 控制器，后四種由 138 譯碼產生選通信號。（2）行通信的信息格式有異步和同步信息格式，與此對應，有異步串行通信和同步串行通信兩種方式。串行通訊的基本任務就是進行串/并轉換。在異步通信方式下，接口電路能在發(fā)送時自動生成和接收時自動去掉啟/停位，在面向字符的同步方式下，接口能在數(shù)據塊前面加同步字符。它適合于數(shù)據傳輸率在 0 至 20220b/s 范圍內的通信，它具有以下特性 [11]：機械特性：RS232C 接口是單端發(fā)送，單端接收，傳輸線上允許一個驅動器和一個發(fā)送器。電氣特性：RS232C 標準定義15V～3V 表示邏輯“1” ，+3