【正文】 （ 1） 2812 芯片上具有串口通信接口 (SCI),這樣，利用 RS232 接口就可以方便地實(shí)現(xiàn)采集電路與 PC 機(jī)的通信。 顯示模塊 本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了外擴(kuò)液晶顯示的功能，主要是在處理完采集到的數(shù)據(jù)以后進(jìn)行顯示。復(fù)位完成后， PIE 向量表將被屏蔽。但應(yīng)注意，兩個(gè)電容應(yīng)選擇晶體生產(chǎn)廠家推薦的容量值，且電容器誤差小。對(duì)所有 供電引腳及斜線 供電引腳的電源使能，在 I/O 電源達(dá)到 ，這保證了使來(lái)自 I/O 引腳的復(fù)位信號(hào)通過(guò) I/O 緩沖器的作用為芯片內(nèi)部所有模塊提供上電 復(fù)位。 CPU 級(jí)使能可屏蔽中斷采用 CPU中斷使能寄存器 (IER)還是中斷調(diào)試使能寄存器 (DBGIER)，和中斷處理方式有關(guān)。對(duì)于復(fù)用中斷， PIE 單元內(nèi)每組中斷有相應(yīng) 的中斷標(biāo)志位()和使能位 ()。目前， F2812 只使用 96PIE 中斷中的 45 個(gè) [15]。這個(gè)定時(shí)器和 CPU定時(shí)器 1 都是用與實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的。此外，由于采用軟件可編程鎖相環(huán)，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)處理器外部允許較低的工作頻率，而片內(nèi)經(jīng)過(guò)鎖相環(huán)微處理器提供較高的系統(tǒng)時(shí)鐘，這種設(shè)計(jì)可以有效地降低系統(tǒng)對(duì)外部時(shí)鐘的依賴和電磁干擾，提高系統(tǒng)啟動(dòng)和運(yùn)行的可靠性，降低系統(tǒng)對(duì)硬件設(shè)計(jì)的要求 [14]。并提供了外部?jī)?chǔ)器擴(kuò)展接口，外 部最高可達(dá) IMB 的尋址空間。 能同 CODEC、 AIC(AnalogInterfaceChips)等標(biāo)準(zhǔn)串行 A/D 和 D/A 器件接口 : 同 SPI 接口兼容，當(dāng)系統(tǒng)工作在 100MHz 頻率時(shí)， SPI 接口模式可以工作在 75Mbps。 （ 8）多通道緩沖串口 多通道緩沖串口主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 除 DMA 外，與 TMS320C54x/TMS320C55x 數(shù)字信號(hào)處理器的 MeBSP 兼容 。如果不明的原因使 CPU中斷程序，看門狗將產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)，比如系統(tǒng)軟件進(jìn)入了一個(gè)死循環(huán)或者CPU的程序 運(yùn)行到了不確定的程序空間，從而使系統(tǒng)不能正常工作。應(yīng)用中經(jīng)常使用 SPI 接口和擴(kuò)展外設(shè)的移位寄存器、 LCD 顯示以及 ADC 等外設(shè)通信。每個(gè)外設(shè)被分配一段相應(yīng)的地址空間，主要包括配置寄存器、輸入寄存器、輸出寄存器和狀態(tài)寄存器。在 C28lx 的內(nèi)核中，有 3 個(gè)移位寄存器 :輸入數(shù)據(jù)定標(biāo)移位寄存器、輸出數(shù)據(jù)定標(biāo)移位寄存器和乘積移位寄存器。測(cè)試邏輯單元主要用來(lái)廊 l、控制 DsP 的各個(gè)部分及其運(yùn)行狀態(tài)，以方便調(diào)試。 硬件支持適時(shí)仿真功能。 增強(qiáng)的 接口模塊 。 死區(qū)產(chǎn)生和配置單元 。 \ 三個(gè)外部中斷。 數(shù)學(xué)運(yùn)算表。 高效的代碼轉(zhuǎn)換功能 (支持 C/C++和匯編 )。 Flash 編程電壓為 。 本章小結(jié) 本章主要介紹了信號(hào)采樣算法理論研究，為接下來(lái)進(jìn)行的軟件設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。由此可以計(jì)算出電流、電壓有效值及其相應(yīng)的總諧波畸變率、功率等各種電力參數(shù)。最小變換的點(diǎn)數(shù)即所謂的 “基數(shù) ”。 對(duì)于任一個(gè)模擬的周期性函數(shù) f(t)，如果周期為 T，則滿足關(guān)系 f（ 0） =f(t+kT)，其中k=(l， 2， 3..…… ）。實(shí)際上系統(tǒng)中的電流、電壓中都含有各種諧波分量，故障后電流、電壓中都含有各種暫態(tài)分量，而且數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還會(huì)引入各種誤差，即實(shí)際的采樣信號(hào)都不是純正弦量。采樣定理指出 :對(duì)連續(xù)時(shí)間信號(hào) x(t)進(jìn)行采樣時(shí)， 采樣頻率 fs 必須大于被采樣原始信號(hào) x(t)所包含最大截止頻率關(guān)的兩倍，即 cs ff 2? （ 22） 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) 圖 采樣過(guò)程示意圖 由于被采樣信號(hào)是頻率為 50Hz 的正弦交流信號(hào)，根據(jù)采樣定理，在正弦信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)，任意多于兩點(diǎn)的采樣，就可以由采樣所得的兩點(diǎn)確定正弦信號(hào)。因此在本設(shè)計(jì)中，采用交流采樣的采樣方式。依照其原理，設(shè)定一個(gè)等間隔采樣的時(shí)間間隔，即為采樣周期 T，其倒數(shù)為采樣頻率，它的值必須大于被采樣的模擬信號(hào)頻譜中最高頻率的兩倍，用這樣的采樣 頻率對(duì)被測(cè)交流信號(hào)的瞬時(shí)值進(jìn)行直接采樣，經(jīng)過(guò)這樣的處理才不會(huì)發(fā)生頻譜混疊效應(yīng)，才使離散時(shí)間信號(hào) X(n)能夠比較準(zhǔn)確地表示原模擬信號(hào)Xa(t)，從而可以保證原模擬量信號(hào)中的主要信息不會(huì)被丟掉，測(cè)量的結(jié)果才是可信的。此方法軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，計(jì)算簡(jiǎn)便，對(duì)采樣值只需作一次換算，即可得到被測(cè)量的數(shù)據(jù)，因而采樣周期短， 由于以上特點(diǎn)，在微機(jī)應(yīng)用的初期，此方法得到了廣泛的應(yīng)用，但是直流采樣存在以下問(wèn)題： （ 1）實(shí)時(shí)性差 直流采樣不能及時(shí)反應(yīng)被測(cè)量的突變，具有較大的滯后時(shí)間常數(shù)。 直流采樣是指將現(xiàn)場(chǎng)不斷變化的模擬量先轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)，再送至 A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即將各種交流量通過(guò)降壓、整流、濾波、非線性校準(zhǔn)等各種電子電路變換為響應(yīng)大小的直流電量，然后對(duì)直流量進(jìn)行采樣和 A/D轉(zhuǎn)換。文章最后總結(jié)了此次設(shè)計(jì)我所學(xué)到的知識(shí)，對(duì)以后應(yīng)用DSP2812 進(jìn)行了展望。 8)醫(yī)療一如助聽(tīng)、超聲設(shè)備、診斷工具、病人監(jiān)護(hù)等 。 目前， DSP 的價(jià)格越來(lái)越低，性能價(jià)格比日益提高，具有巨大的應(yīng)用潛力。如果 DSP 芯片在某時(shí)鐘頻率范圍內(nèi)的任何頻率上能正常工作，除計(jì)算速度有變化外，沒(méi)有性能的下降 ，這類 DSP 芯片一般稱之為靜態(tài) DSP 芯片。 因此，對(duì)于高性能的防爆開(kāi)關(guān)采集電路的設(shè)計(jì)勢(shì)在必行。實(shí)踐證明，微機(jī)保護(hù)依賴其強(qiáng)大的計(jì)算能力和邏輯 判斷能力，能夠?qū)崿F(xiàn)許多傳統(tǒng)保護(hù)不能實(shí)現(xiàn)的功能，并且它具有非常高的可靠性和準(zhǔn)確性?，F(xiàn)有的高壓防爆開(kāi)關(guān)數(shù)字綜合保護(hù)器不具備通訊功能或通訊功能簡(jiǎn)單，傳輸速率低，傳輸距離短，已經(jīng)不能滿足礦井網(wǎng)絡(luò)平臺(tái) 對(duì)開(kāi)關(guān)的通訊接口的要求。同時(shí)由于操作人員維護(hù)不當(dāng)或操作錯(cuò)誤、輸電線路的導(dǎo)線斷裂等原因，經(jīng)會(huì)出現(xiàn)漏電及單相接地故障。長(zhǎng)期以來(lái)現(xiàn)場(chǎng)所使用的這種開(kāi)關(guān)載流能力小、保護(hù)簡(jiǎn)單、故障率高，直接影礦井供電的可靠性、安全性和連續(xù)性，因此研究高性能的防爆開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)系統(tǒng)對(duì)提高供電質(zhì)量、保障人身安全和完善電網(wǎng)保護(hù)不僅具有重要的現(xiàn)實(shí)意義而且具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 關(guān)鍵詞： 防爆開(kāi)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 technical support. Keywords: explosionproof switch。對(duì)于電纜和變壓器發(fā)生短路、過(guò)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。 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(kāi)關(guān)保護(hù)的新方向。 防爆開(kāi)關(guān)采集電路的重要意義 采集電路是防爆開(kāi)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)。 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(kāi)，可以同時(shí)訪問(wèn)指令和數(shù)據(jù) ； （ 3)片內(nèi) 具有快速 RAM，通?？赏ㄟ^(guò)獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時(shí)訪問(wèn) ； (4)具有低開(kāi)銷或無(wú)開(kāi)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 。 （ 3） 按用途分 按照 DSP 芯片的用途來(lái)分，可分 為通用型 DSP 芯片和專用型的 DSP 芯片。 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 。 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(guò)程。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。 （ 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(wú)法反映被測(cè)模擬量的波形。 （ 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)。 （ 4）抗干擾能力強(qiáng)，具有一定的濾波特性。在采樣過(guò)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。非正弦模型算法有均方根算法、快速傅里葉算法等。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè) 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。計(jì)算量比 DFT減少許多。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(guò)程，就可以使 N 點(diǎn)的 DFT 用一組兩點(diǎn)的DFT 來(lái)計(jì)算。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