【正文】 或 32 位的數(shù)據(jù)格式 。 全雙工通信模式 。 GPIOMux 寄存器選擇這些引腳的功能 (特殊功能引腳或數(shù)字量 1/0)如果配置成通用的數(shù)字 I/O 引腳，則還需要通過 PxDATDIR 數(shù)據(jù)和方向控制寄存器來控制 。在這種情況下，看門狗電路將產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)，使 CPU復(fù)位，程序從系統(tǒng)軟件的開始執(zhí)行?？梢允褂迷摻涌跇?gòu)建高可靠的 CAN 總線控制或檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)。 SCI 屬于異步串行接口，支持標(biāo)準(zhǔn)的 UART 異步通信模式，并采用 NRZ(No 一Return 一 Zero)數(shù)據(jù)格式，可以通過 SCI 串行接口與 CPU或其他的異步外設(shè)進(jìn)行通信。 （ 2） 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 2812 數(shù)字信號(hào)處理器上的 ADC 模塊將外部的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量， ADC 模塊可以將一個(gè)控制信號(hào)進(jìn)行濾波或者 實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的閉環(huán)控制。每個(gè)外設(shè)只要通過簡(jiǎn)單的訪問存儲(chǔ)器中的寄存器就可以使用該設(shè)備。 帶保護(hù)流水線 :帶保護(hù)的流水線能夠防止同時(shí)對(duì)一個(gè)地址空間的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀 /寫。 尋址運(yùn)算單元 (ARAU)： 主要完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的尋址運(yùn)算以及地址的產(chǎn)生。 乘法器 :乘法器完成 32x32 位的 2 的補(bǔ)碼的乘法 運(yùn)算，產(chǎn)生 64 位的乘法結(jié)果。而接口信號(hào)單元完全是存儲(chǔ)器、外設(shè)、時(shí)鐘、 CPU以及調(diào)試單元之間的信號(hào)傳輸通道。 一 40℃ 一 +85℃ 或一 40℃ ~+125℃ 工作溫度。 (11)低功耗模式和省電模式 : 支持 IDLE， STANDBY， HALT 模式 。 流水線最快轉(zhuǎn)換周期為 60ns，單通道最快轉(zhuǎn)換周期為 200ns； 可以使用兩個(gè)事件管理器順序觸發(fā) 8 對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換。 多通道緩沖串口 (MeBSp)。 同步模數(shù)轉(zhuǎn)換單元。 外部可屏蔽功率或驅(qū)動(dòng)保護(hù)中斷 。 電機(jī)控制外設(shè)，兩個(gè)與 F240xA 兼容的事件管理器模塊 兩個(gè) 16 位的通用目的定時(shí)器 。 外設(shè)中斷擴(kuò)展模塊 (PIE)支持 45 個(gè)外設(shè)中斷。 (6)時(shí)鐘和系統(tǒng)控制 : 支持動(dòng)態(tài)改變鎖相環(huán)的倍頻系數(shù) 。 (5)外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展接口 (F2812): 最多 IMB 的尋址空間 。 L0 和 L1:兩塊 4K 又 16 位的單周期訪問 RAM(SARAM）； HO:一塊 SK 漢 16 位的單周期訪問 RAM(SARAM)。 與 TMS32OF24 燈 F24ox 系列數(shù)字信號(hào)處理器代碼兼容。 快速中斷響應(yīng)和處理能力 。 支持 Jl’AG邊界掃描接口。 TMS320F2812 不僅具有以前 C2xxx 系列的特點(diǎn)，而且還增加了一些特性。同時(shí)給出了防爆開關(guān)采集電路的總體設(shè)計(jì)要求和方案，為軟硬件設(shè)計(jì)指明了方向，也是本設(shè)計(jì)最 主要的依據(jù)。根據(jù)模塊化的設(shè)計(jì)要求，其主要的性能指標(biāo)如下： 1．輸入 /輸出 輸入變量 符號(hào) 變化范圍 可調(diào)變比 二次處理 測(cè)量輸出要求 三相電流 電流型 aI? 01A 400 二次 CT 有效值 功率 因數(shù) bI? 01A 400 二次 CT cI? 01A 400 二次 CT 電壓型 aIU? 05V 300 二次 PT 有效值 bIU? 05V 300 二次 PT cIU? 05V 300 二次 PT 線電壓 acU? 036V 50 二次 PT 有效值 零序電壓 0U? 050V 30 二次 PT 有效值 相位 零序電流 0I? 01A 50 二次 CT 有效值 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁 交流電壓 xU? 030V 40 直流成分 /基波 /三次諧波 表 21 采集量的要求表 2．其它 1）外部 5V電源供給； 2）按模塊化設(shè)計(jì) ； 3）可擴(kuò)展顯示等 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案 硬件 通過對(duì) 2812 的功能模塊的學(xué)習(xí)與研究，在充分掌握其設(shè)計(jì)原理上搭建基于 DSP2812的采集電路的硬件電路，按照功能性質(zhì)分，主要有以 下幾個(gè)部分 :最小系統(tǒng)包括電源、時(shí)鐘、復(fù)位、外擴(kuò) RAM， A/D 采樣模塊，液晶顯示模塊，與 PC 機(jī)的通信模塊等 軟件 編寫主程序、硬件各部分的接口驅(qū)動(dòng)程序、各部分功能的實(shí)現(xiàn)程序等。相對(duì)于均方根算法，傅里葉算法具有很強(qiáng)的濾波能力，因此不需要增加硬件濾波裝置，這樣減少了前向通道誤差，降級(jí)了系統(tǒng)成本，而且適用于各種周期量采集，基波或高次諧波，尤其適用于電氣參數(shù)計(jì)算時(shí)的數(shù)據(jù)采集 [10]。以同樣的方式進(jìn)一步抽取，就可以得到 N/4 點(diǎn)的 DFT，重復(fù)這個(gè)抽取過程，就可以使 N 點(diǎn)的 DFT 用一組兩點(diǎn)的DFT 來計(jì)算。因此，基數(shù)為 2 的 FFT 算法要求采樣點(diǎn)數(shù)是 M2 （ M 為正整數(shù)）。計(jì)算量比 DFT減少許多。如 果這個(gè)函數(shù)滿足 “狄里赫利 ”條件 (即給定的周期性函數(shù)在有限的區(qū)間內(nèi)，只有有限個(gè)第一類間斷點(diǎn)和有限個(gè)極大值和極小值 )，就可以將其分解為從直流分量到各次諧波分量所組成的傅里葉級(jí)數(shù)。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 均方根算法能計(jì)及高次諧波的影響，并且隨著每周采樣點(diǎn)的增多，可以提高采樣精度，但采樣點(diǎn)太多必然降低采集速度，增加了運(yùn)算量，因而需要在精度和速度之間做出適當(dāng)選擇。由于本設(shè)計(jì)是采集的實(shí)際系統(tǒng)量，因此應(yīng)該采用非正弦模型算法。非正弦模型算法有均方根算法、快速傅里葉算法等。采樣定理是選擇采樣頻率的理論依據(jù)。在采樣過程中，要求采樣時(shí)間間隔均勻，采樣時(shí)間間隔 Ts 稱為采樣周期。 交流采樣原理 交流采樣法是怎樣采集模擬量的呢？ [7]它是將一個(gè)連續(xù)的時(shí)間信號(hào) x(t)變成離散的時(shí)間信號(hào) x*(t)。 （ 4）抗干擾能力強(qiáng)，具有一定的濾波特性。由于在數(shù)據(jù)采集過程中等間隔采集交流量的瞬時(shí)值，因此，借助于各種交流采樣算法，可以 很方便地獲得每個(gè)瞬時(shí)值的大小和相位，以及交流值的幅值、相位，那么，其它有關(guān)電參量也可順利求得。 （ 3）測(cè)量諧波有誤差 （ 4）設(shè)備復(fù)雜，增加了系統(tǒng)的造價(jià)。被測(cè)信號(hào)送入變送器后，要經(jīng)過互感器轉(zhuǎn)換成交流低壓信號(hào)，在經(jīng)硬件整流濾波，轉(zhuǎn)換成與被測(cè)信號(hào)成比例的直流電壓信號(hào)輸出，整個(gè)過程花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，在快速性要求較高的保護(hù)裝置中不宜采用。 （ 3）直流采樣輸入回路，要濾去整流后的紋波，往往采用 RC濾波電路，因此其時(shí)間常數(shù)較大（一般幾十毫秒 ~幾百毫秒），采樣結(jié)果實(shí)時(shí)性差，而且無法反映被測(cè)模擬量的波形?？傊?，直流采樣的主要特征是 A/D轉(zhuǎn)換器所采集轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)已轉(zhuǎn)換成變化緩慢的直流信號(hào)。而采集電路的信號(hào)采樣環(huán)節(jié)是關(guān)鍵，對(duì)其采樣數(shù)據(jù)處理的好壞更是關(guān)鍵中 的關(guān)鍵。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁 第 2 章 信號(hào)采樣算法研究及系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 防爆開關(guān)采集電路最重要也是最主要的部分就在于采樣和數(shù)據(jù)處理部分，而對(duì) 于這兩個(gè)部分畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)書里給出了明確的要求，同時(shí)也對(duì)整體設(shè)計(jì)提出了一定的要求。 3. 對(duì)本設(shè)計(jì)所需要的各方面的理論知識(shí)進(jìn)行了論述，主要包括 TMS320F2812 的 內(nèi)核、外設(shè)及幾個(gè)功能模塊特點(diǎn)，并簡(jiǎn)單介紹了 本設(shè)計(jì)的硬件 實(shí) 現(xiàn)過程。 9)家用電器一如高保真音響、音樂合成、音調(diào)控制、玩具與游戲、數(shù)字電話 、電視等。 5)軍事一如保密通信、雷達(dá)處理、聲納處理、導(dǎo)航、導(dǎo)彈制導(dǎo)等 。其主要應(yīng)用領(lǐng)域有 [5]: 1)信號(hào)處理一如數(shù)字濾波、自適應(yīng)濾波、快速傅里葉變換、相關(guān)運(yùn)算、譜析、卷積、模式匹配、加窗、波形產(chǎn)生等 。 （ 3） 按用途分 按照 DSP 芯片的用途來分，可分 為通用型 DSP 芯片和專用型的 DSP 芯片。如果有兩種或兩種以上的 DSP 芯片，它們的指令集和相應(yīng)的機(jī)器代碼機(jī)管腳結(jié)構(gòu)相互兼容，則這類 DSP 芯片稱之為一致性的 DSP 芯片。 DSP 芯片一般具有如下主要特點(diǎn) [3]: (1)在一個(gè)指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法 ； （ 2)程序和數(shù)據(jù)空間分開，可以同時(shí)訪問指令和數(shù)據(jù) ； （ 3)片內(nèi) 具有快速 RAM，通常可通過獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時(shí)訪問 ； (4)具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持 ； (5)快速的中斷處理和硬件 UO 支持 ； (6)具有在單周期內(nèi)操作的多個(gè)硬件地址產(chǎn)生器 。在 DSP 技術(shù)廣泛并且成熟運(yùn)用的今天，我們有必要通過 DSP 語言來設(shè)計(jì)一種能符合現(xiàn)代防爆開關(guān)要求的采集電路。 防爆開關(guān)采集電路的重要意義 采集電路是防爆開關(guān)設(shè)計(jì)的非常重要也是最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。同其他控中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁 制領(lǐng)域一樣，礦用高壓開關(guān)的保護(hù)也進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)時(shí)代。 隨著微機(jī)控制技術(shù)的迅速發(fā)展和現(xiàn)代控制理論的廣泛應(yīng)用，數(shù)字化控制技術(shù)以其控制精度高，算法靈活多樣等優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用，因此微機(jī)保護(hù)是高壓開關(guān)保護(hù)的新方向。 目前國內(nèi)高壓防爆開關(guān)保護(hù)器主要有兩種類型：集成電路型和微機(jī)型。對(duì)于電纜和變壓器發(fā)生短路、過流、漏電和電纜損壞等故障都能起到保護(hù)作用，從而能夠保證其控制的整個(gè)高壓線路的供電安全。接地故障若不及時(shí)排除，電網(wǎng)各相線會(huì)運(yùn)行在線電壓下，長(zhǎng)期運(yùn)行將導(dǎo)致絕緣擊穿，甚至發(fā)生三相或兩相短路事故。 關(guān)鍵詞： 防爆開關(guān)； dsp2812； 交流采樣 ABSTRACT The coal mine power switch which is the key equipment supply system, which is responsible for heading to the face and work surface to provide mechanical power. Such scenes could Shiyong long time current carrying capacity of small switches, protection Jian Dan, failure rate, directly affect the reliability of underground power supply, security, and continuous, so the proof Kai Guan Yan Jiu Gao Xingneng on Tigao for prehensive protection of Ji Tong power quality, protection of personal safety and improve the protection of not only the power of important practical significance and has high economic value. This paper introduces a design based on DSP platform of explosionproof switch of acquisition circuit. It firstly presents the overall requirement of design, and the signal sampling algorithms are analyzed and discussed, and then the DSP2812 was studied and learning, including various function module Outlines the characteristics are introduced in detail, and finally DSP development tools and programming languages. After these principles in full control of the hardware, building a simple connected graph, and the main software design: the main program flowcharts, to initialize the main program design, On the A/D module configuration is given, and the flowchart, Given the algorithm of FFT, and based on this, the calculated data processing, The expanding the liquid crystal display functions, and gives the initialization procedures, Complete data sending programming. This acquisition circuit for explosionproof switch hardware design and software driver, also provides for explosionproof switch acquisition circuit function realization of software provides te