【正文】 智能時間控制器設(shè)計 11 和單片機(jī)兩個子系統(tǒng)。為了防止中斷及顯示沖突 ，刷新顯示及延時程序放在主程序里完成。若有故障，則需跳轉(zhuǎn)到各項故障處理子程序，此期間以查詢方式處理鍵盤程序，定時刷新顯示。系統(tǒng)時鐘信號由串行時鐘芯片 DS1302產(chǎn)生，采用串行通訊方式 , 只需三條線即可與單片機(jī)通訊；雖沒有采用光電隔離，但由于讀寫靠時序控制，且具有寫保護(hù)位，抗干擾效果明顯；同時體積小，連線少，外圍只有，使用靈活。采用數(shù)碼管和LED 發(fā)光二極管循環(huán)顯示電路運(yùn)行參數(shù)及故障狀態(tài)下的故障電流和指示故障類型。一個中斷驅(qū)動的系統(tǒng)需要較少的系統(tǒng)干預(yù)，卻有更高的執(zhí)行效率。在使用 JTAG調(diào)試時，所有的模擬和數(shù)字外設(shè)都可全功能運(yùn)行。每個系統(tǒng)都能有效地管理模擬和數(shù)字外設(shè)，可以關(guān)閉暫時不工作的外設(shè)以降低功耗。 控制器微處理器采用嵌入式微處理器 C8051系列，該系統(tǒng)是真正能獨(dú)立工作的集成的混合信大連海洋大學(xué)專科畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 智能時間控制器設(shè)計 10 號片上系統(tǒng)（ SOC），它具有與 MCS51 內(nèi)核及指令集完全兼容的微控制器，除了具有標(biāo)準(zhǔn) 8051 的數(shù)字外設(shè)部件之外，片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其它數(shù)字外設(shè)及功能部件，減少了系統(tǒng)的外圍元件，有利于提高系統(tǒng)的抗干擾能力。接地信號取于中關(guān)，此電流可作為接地電流的保護(hù)信號。接地電流信 號一般較小，需經(jīng)放大處理，其取論文新型智能控制器的研究與開發(fā)來自 一種方式為測量中線電流。 FLASH 存儲器還具有在系統(tǒng)重新編程能力，可用于非易失性數(shù)據(jù)存儲 ，并允許現(xiàn)場更新固件，這一特性允許將程序存儲器用于非易失性數(shù)據(jù)存儲以及在軟件控制下更新程序代碼。內(nèi)部的數(shù)字資源通過優(yōu)先權(quán)交叉開關(guān)譯碼器分配 I/O口，可完全由用戶支配。如圖 3所示， CY7C1021為 64K 16的 SRAM。 DSP核心根據(jù)加速度反饋修正控制參數(shù)，由位移輸入計算出控制量，進(jìn)行 PM調(diào)制后送到 PWM功率驅(qū)動。 式中，ｓ為相對位移ｕ－ｘ， s和 s分別為相對位移的一次微分和二次微分。因而在數(shù)字式主動振動控制系統(tǒng)中，通常在單片機(jī)難以達(dá)到實(shí)時性要求，本文采用高速 DSP 器件解決控制的實(shí)時性問題。另外如果不使用 HAS（即接高電平），也 可以配合 HCS對 HBIL、 HCNTL0/ HR/W進(jìn)行鎖存。表 1 HPI 接口信號及功能 HAS 鎖存信號，用來鎖存 HBIL、 HCNTL0/1， HR/W HBIL 字節(jié)控制信號， 0 表示傳輸?shù)?1 個字節(jié)， 1 表示傳輸?shù)?2個字節(jié) HCNTL0/1 與 HCNTL1配合選擇 HPI寄存器 HD0～ HD7 數(shù)據(jù)線 HCS 片選信號 HDS1 傳輸時序控制信號 HDS2 傳輸時序控制信號 HINT 主機(jī)中斷信號 HRDY 準(zhǔn)備就緒信號 HR/W 讀或?qū)懣刂菩盘? ① HAS：在數(shù)據(jù)線和地址復(fù)用的 MCU中，與 ALE信號連接，在下降沿鎖存 HBIL、 HCNTL0/HR/W，因數(shù)這些信號通常與地址線連接。兩值得的區(qū)別在于標(biāo)準(zhǔn)型只可以訪問固定的地址空間，而增強(qiáng)型可以訪問整個DSP的片內(nèi)存儲器。這些都極大地提高了它的性能，擴(kuò)大了它的應(yīng)用范圍。 這里單片機(jī)選擇的是 MCS51系列。在這些系統(tǒng)中，通常包含 DSP和單片機(jī)兩個子系統(tǒng)。為了防止中斷及顯示沖突，刷新顯示及延時程序放在主程序里完成。若有故障，則需跳轉(zhuǎn)到各項故障處理子程序，此期間以查詢方式處理鍵盤程序，定時刷新顯示。系統(tǒng)時鐘信號由串行時鐘芯片 DS1302產(chǎn)生，采用串行通訊方式 , 只需三條線即可與單片機(jī)通訊；雖沒有采用光電隔離，但由于讀寫靠時序控制，且具有寫保護(hù)位，抗干擾效果明顯；同時體積小，連線少，外圍只有，使用靈活。采用數(shù)碼管和LED 發(fā)光二極管循環(huán)顯示電路運(yùn)行參數(shù)及故障狀態(tài)下的故障電流和指示故障類型。一個中斷驅(qū)動的系統(tǒng)需要較少的系統(tǒng)干預(yù)，卻有更高的執(zhí)行效率 。在使用 JTAG 調(diào)試時，所有的模擬和數(shù)字外設(shè)都可全功能運(yùn)行。每個系統(tǒng)都能有效地管理模擬和數(shù)字外設(shè)，可以關(guān)閉暫時不工作的外設(shè)以降低功耗。 微處理器單元 控制器微處理器采用嵌入式微處理器 C8051系列，該系統(tǒng)是真正能獨(dú)立工作的集成的混合信號片上系統(tǒng)（ SOC），它具有與 MCS51 內(nèi)核及指令集完全兼容的微控制器，除了具有標(biāo)準(zhǔn) 8051 的數(shù)字外設(shè)部件之外，片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其它 數(shù)字外設(shè)及功能部件，減少了系統(tǒng)的外圍元件，有利于提高系統(tǒng)的抗干擾能力。接地信號取于中關(guān)，此電流可作為接地電流的保護(hù)信號。 一種方式為測量中線電流。 信號采集與處理單元 線路電流傳感器采用空芯互感器，保證在整個電流范圍內(nèi)采樣信號的線性度。本控制器由電壓變換器提供全機(jī) 24V、 +5V和－ 5V 工作電源。信號經(jīng)隔離濾波、放大等處理后進(jìn)入采樣保持電路，微處理器內(nèi)的 A/D轉(zhuǎn)換單元將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，供 CPU進(jìn)行邏輯運(yùn)算與處理，各種故障保護(hù)的動作電流和時間整定值通過鍵盤設(shè)定并存于串行 EEPROM中， CPU將檢測到的電流信號與整定值比較，在極短的時間內(nèi)完成各種外部電路故障的檢測與判斷。 15KV ESD保護(hù) 通訊協(xié)議 MODBUSRTU 波特率 1200、 2400、 4800、 9600、 bps 精度等級 電壓 ,電流 有功功率 ,無功功率 ,功率因數(shù) 有功電度 頻率 1000VDC 供電電源 +8~30VDC,功耗 工作溫度 20~75℃ 存貯條件 20℃～ +80℃（ RH:5%～ 95%不結(jié)露） 儀表規(guī)格 外形尺寸 : 71mm * 113mm * 59mm 主動振動控制系統(tǒng)模型如圖１所示。若故障電流持續(xù)時間在達(dá)到整定的動作時間之前其值又恢復(fù)到電流整定值以下，智能控制器可把故障電流超過整定值的時間迭加起來，一旦累計時間達(dá)到整定時間，控制器動作，切斷故障電流；在線路故障電流超過負(fù)載監(jiān)控整定值而未達(dá)到過載電流整定值時，智能控制器能發(fā)出報警和控制信號，利用控制信號進(jìn)行負(fù)載調(diào)度；上位機(jī)每隔幾秒輪流查詢各測控單元即控制器，發(fā)操作命令指揮控制器 完成某個任務(wù)，包括上送計量信息或故障數(shù)據(jù)，校驗(yàn)系統(tǒng)時間和參數(shù)整定，上報系統(tǒng)的工作狀況及控制斷路器分合閘。由于采用了高速嵌入式微處理器，采用 FFT的方法計算電流有效值，根據(jù)此值發(fā)出動作指令，提高了動作的準(zhǔn)確性，把動作范圍縮小到 ~。本文介紹一種筆者在前人工作的基礎(chǔ)上改進(jìn)的功能比較完善的智能控制器。隨著用電系統(tǒng)規(guī)模和等級不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)的控制器已越來越難以滿足系統(tǒng)的可靠性、準(zhǔn)確性和實(shí)時性的要求。 關(guān)鍵詞 : 智能控制器， 軟件， 硬件， 抗干擾 I Abstract In order to meet the requirements of power supply and distribution system to develop a kind of improvement on the basis of previous work, the new intelligent controller, this paper describes the software and hardware design of it, and introduces the software and hardware antijamming measures. The controller has the advantages of small volume, excellent performance, have perfect protection function. Keywords: intelligent controller。該控制器體積小、性能優(yōu)，具備完善的保護(hù)功能。 antiinterference 大連海洋大學(xué)專科畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 智能時間控制器設(shè)計 1 第一章 前 言 控制器是供配電系統(tǒng)中的 重要設(shè)備，是用于電力系統(tǒng)中接通、分?jǐn)嗑€路及對各種故障進(jìn)行保護(hù)控制的一種開關(guān)電器。采用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，使多臺智能型斷路器 組成智能供配電系統(tǒng)，具有遙測、遙控、遙訊和遙調(diào)功能。新型智能控制器不僅具有一般的長延時、短延時、瞬時的三段保護(hù)功能，還具有不平衡保護(hù)、接地保護(hù)、漏電保護(hù)和負(fù)載監(jiān)控、溫度檢測、預(yù)報警等功能，而且可做到一種保護(hù)功能多種動作 特性，具有數(shù)字量脫扣和模擬量脫扣兩種脫扣方式，提高了系統(tǒng)的可靠性。如果供電線路中的故障是間歇性的，則故障電流會反復(fù)斷續(xù)出現(xiàn)。 主要技術(shù)參 數(shù) .輸入范圍 交流 4565Hz電壓量程相 電壓 :60V、100V、 200V、 250V、 400V、 500V (或按用戶要求制作 ) 電流量程 :1A、 5A、 10A (或按用戶要求制作 )數(shù)據(jù)輸出 三相電壓 Ua,Ub,Uc,三相電流 Ia、 Ib、 Ic的真有效值，頻率 F，有功功率 P，無功功率 Q，功率因數(shù) PF，每相有功功率 Pa,Pb,Pc,有功電度輸出接口 RS485： 二線制、通訊距離： 1200米、177。 大連海洋大學(xué)?？飘厴I(yè)論文 (設(shè) 計 ) 智能時間控制器設(shè)計 4 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型描述： 空芯互感器檢測供電線路中的電流，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字電路和單片機(jī)可處理的電平信號。這三種供電方式可以單獨(dú)使用，也可以配合使用，形成冗余供電系統(tǒng)。電壓變換器自動切換上述兩種電源，自動釋放速飽和電壓互感器提供的多余能量［ 2］。接地電流信號一般較小，需經(jīng)放大處理，其取樣方式有兩種。 另一種方式為測量接地電流。瞬動短路故障采用峰值采樣，考慮抗尖峰干擾，信號處理時間為雙周期 ，短路故障電流較大時瞬動處理較快。嵌入式系統(tǒng)采用流水線結(jié)構(gòu)，處理能力大大提高，峰大連海洋大學(xué)?？飘厴I(yè)論文 (設(shè)計 ) 智能時間控制器設(shè)計 6 值性能可達(dá) 25MIPS。該調(diào)試系統(tǒng)支持觀察和修改存儲器和寄存器，支持?jǐn)帱c(diǎn)、單步、運(yùn)行和停機(jī)命令。擴(kuò)展的中斷系統(tǒng)向嵌入式系統(tǒng)提供 22 個中斷源，允許大量的模擬和數(shù)字外設(shè)中斷微控制器。系統(tǒng)通過一個高效的鍵盤顯示管理芯片 BC7281，利用 3 個信號線便完成了主要的面板顯示和按鍵操作。 為了滿足系統(tǒng)的實(shí)時性需要，需由一時鐘電路給系統(tǒng)提供時鐘信號。主程序開始上電初始化，配置 I/O端口，系統(tǒng)自檢，然后進(jìn)行 FFT對電壓、電流的采樣數(shù)據(jù)處理，求取各項電路參數(shù)，并判斷是否有故障需要進(jìn)行延時脫扣。定時器 1中斷作為延時時間計數(shù)和刷新顯示計數(shù)及其它的計數(shù)。 TMS320C54xx是 TI公司針對音頻信號處理領(lǐng)域推出的一種定點(diǎn)大連海洋大學(xué)?？飘厴I(yè)論文 (設(shè)計 ) 智能時間控制器設(shè)計 7 DSP系列芯片，已經(jīng)在很多語音信號處理系統(tǒng)中得到了廣