【導(dǎo)讀】為大家迫切研究的領(lǐng)域。本課題的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一種具有可編程、同步測(cè)量與分析。計(jì)算、無(wú)線通信等功能三相電參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)中的三相。電壓、電流、頻率、功率及功率因數(shù)等基本電能參量，為電能質(zhì)量分析提供方便。本系統(tǒng)具有采樣頻率高、同步實(shí)時(shí)處理速度快、集成

　　

【正文】 應(yīng)用程序； （ 4）增強(qiáng)型控制外設(shè)，多達(dá) 18 個(gè)脈寬調(diào)制 (PWM)輸出，高達(dá) 6個(gè)支持 150ps微邊界定位 (MEP)分辨互率的高分辨率脈寬調(diào)制器 (HRPWM)輸出，高達(dá) 6個(gè)事件捕捉輸入，多達(dá)兩個(gè)正交編碼器接口，高達(dá) 8 個(gè) 32 位定時(shí)器 (6 個(gè) eCAP 以及 2 個(gè)eQEP）； （ 5）串行端口外設(shè)：多達(dá) 2個(gè)控制器局域網(wǎng) (CAN)模塊，多達(dá) 3個(gè) SCI (UART)模塊，高達(dá) 2個(gè) McBSP 模塊 (可配置為 SPI），一個(gè) SPI 模塊，一個(gè)內(nèi)部集成電路(12C)總線； （ 6） 多達(dá) 88 個(gè)具 有輸入濾波功能可單獨(dú)編程的多路復(fù)用通用輸入輸出(GPIO)引腳 ， JTAG 邊界掃描支持，高級(jí)仿真特性，分析和斷點(diǎn)功能，借助硬件的實(shí)時(shí)調(diào)試； （ 7）開(kāi)發(fā)支持包括： ANSI C/C++編譯器 /匯編語(yǔ)言 /連接器。 DSP 的軟硬件資源 TMS320F28335 有豐富的內(nèi)外設(shè)資源，其片內(nèi)集成了一個(gè) 32 位外部存儲(chǔ)器接口 ,可以外擴(kuò) 8 位、 16位、 32 位并行存儲(chǔ)器 ,內(nèi)部的 6 個(gè)獨(dú)立的直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)通道 EDMA 大大提高了存儲(chǔ)器訪問(wèn)的效率 ,EDMA 面向?qū)崟r(shí)信號(hào)處理 ,可以在sARAM(L4 一 L7)外部擴(kuò)展口、 AD結(jié)果寄存 器、 MCBSP 的收發(fā)緩沖器之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速轉(zhuǎn)移 ,具有高效的傳輸速率。哈佛總線結(jié)構(gòu)使 DSP 具有單周期取指令、讀數(shù)據(jù)、寫(xiě)數(shù)據(jù)的能力。 包含各種存儲(chǔ)器和總線接口 : 外圍接口包含 20 條地址線 ,32 條數(shù)據(jù)線 ,以及 3 個(gè)片選信號(hào)（ Zones0，Zones6， Zones7），每個(gè)片選信號(hào)對(duì)應(yīng)一個(gè)外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展接口 ,Zones0 對(duì)應(yīng)OxOO4000 到 oxOO500O 的 4Kx16 位的地址空間 8； Zones6 對(duì)應(yīng) 0xl0O000 到0x202000 的 1Mx16 位的地址空間； Zones7 對(duì)應(yīng) 0x202000 到 0x300000 的 1Mx16位的地址空間。片上 256Kx16的 Flash存儲(chǔ)器、 34Kx16的 SARAM存儲(chǔ)器 (M0,M1,L0，L1， L2， L3， L4， L5， L6， L7)、 1Kxl6 的 TPROM 和 5Kxl6 的 Boot ROM。其中Flash,TPROM,16Kx16 的 SARAM(LO/LI/LZ/L3)均受密碼保護(hù) ,在程序燒寫(xiě)時(shí) ,可以設(shè)定密碼 ,以保護(hù)開(kāi)發(fā)板的知識(shí)產(chǎn)權(quán)； 含有豐富的中斷資源 : 中斷信號(hào)可通過(guò) GPIOOGPIO31 連接到 XINT XINT2 及 XNMI 外部中斷 , GPIO32GPIO63 連接到 XINT3 一 XINT7 外部中斷 。 外設(shè)中斷擴(kuò)展控制器 (PIE)支持 58 個(gè)外設(shè)中斷 ,高效的管理片上外設(shè)和外部 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 21 引腳引起的中斷請(qǐng)求； 包含滿足不同功能片內(nèi)外設(shè) : 豐富的外設(shè)模塊 :ePWM 輸出 ,事件捕獲 (eCAP),正交調(diào)制模塊 (QEP)； 豐富的通信接口 :包括 CAN 通信模塊、 SCI 模塊、多通道緩沖串行接口模塊、SPI 模塊、 I2C 模塊 ,這些通信模塊都在片內(nèi)集成了相應(yīng)的協(xié)議 ,不用外加專(zhuān)門(mén)的控制器 ,就可以實(shí)現(xiàn)通信。 TMS320F28335 增加了 FPU,使得用戶不僅方便的用高級(jí)語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制 ,還可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法。它可有效地處 理數(shù)學(xué)運(yùn)算和系統(tǒng)控制任務(wù) ,而這些多重任務(wù)在以往的系統(tǒng)控制中需要另一個(gè)微控制器來(lái)完成。 TMS32OF28335 含有32x32 位的乘法器 ,具有 64位的處理能力 ,可有效處理高數(shù)字分辨率問(wèn)題。 DSP 最小系統(tǒng) TMS320F28335 最小系統(tǒng)除了 DSP 芯片外 ,還包括時(shí)鐘電路、 JTAG 仿真接口以及電源管理電路等。 DSP 的外部接線圖見(jiàn)附錄。 時(shí)鐘電路： F28335 的時(shí)鐘發(fā)生器提供兩種可選的時(shí)鐘源 :一是在 X1和 X2 引腳間接加一個(gè)晶振來(lái)啟動(dòng)內(nèi)部振蕩器 ,此時(shí) XCLKIN 接地 。二是將外部時(shí)鐘源直接引入 X2 或者 CLKIN 引腳作為系統(tǒng)時(shí)鐘。當(dāng)以 XCLKIN 作為時(shí)鐘源輸入引腳時(shí) ,Xl引腳接地 ,X2 懸空 ,此時(shí)接受 的時(shí)鐘源 :當(dāng)以 X1作為時(shí)鐘源輸入引腳時(shí) ,XCLKIN 引腳接地 ,X2 懸空 ,此時(shí)只能接受 的時(shí)鐘源。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和節(jié)約資源本最小應(yīng)用系統(tǒng)的時(shí)鐘電路采用 TMS320F28335 內(nèi)部晶體振蕩器 .具體電路如圖 所示。 X C L K I N4 4X 14 5X 24 6F 2 8 3 3 5C o m p o n e n t _ 1G N DG N DC ?2 4 P FC ?2 4 P F3 0 MY 1G N D 圖 時(shí)鐘電路 JTAG 仿真接口 :TMS320F28335 具有符合 標(biāo)準(zhǔn)的片內(nèi)邊界掃描仿 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 22 真接口 (JTAG),仿真器通過(guò)該接口可以直接訪問(wèn) CPU的內(nèi)部 寄存器 !掛在 CPU總線上的設(shè)備以及內(nèi)置模塊的寄存器。 JTAG 接口如下引腳： TCK:時(shí)鐘信號(hào) TMS:模式選擇信號(hào) TDI:數(shù)據(jù)輸入信號(hào) TDO:數(shù)據(jù)輸出信號(hào) TRST:復(fù)位信號(hào) STCK:時(shí)鐘返回信號(hào) 1T M S3T I D57T D O9T C K1 1T C K1 3E M U 02T R S T S4681 01 21 4E M U 1J T A GC o m p o n e n t _ 1R ?4 . 7 KR ?4 . 7 KC ?0 . 1 U FC ?0 . 1 U FC 3 93 3 0 P F4 . 7 K電 阻G N D3 . 3 V3 . 3 VV C CV C C 圖 仿真接線 電源管理電路： F28335 芯片有多種電源，它們包括 : CPU 核的電源 (VDD) I/0 電源 (VDDIO) ADC 模擬電源引腳 (VDDA2,VDDA10) ADC 核電源 (VDD1A18, VDD2A18)一對(duì) Flash 程序電源 (VDD3VFL) 地電源引腳 (Vss, Vsslo) ADC 模擬地 (VssA2, VssAlo) ADC 模擬 /內(nèi)核地 (VSS1AGND, VDD2AGND) 所有的電源引腳都必須連接正確。所有這些芯片具有多個(gè)內(nèi)核、 I/0 和ADC/模擬供電引腳所有的這些引腳都必須連接正確的供電電壓不能讓任何引腳懸空。 I/0 引腳的電壓是 然而內(nèi)核的供電電壓是 V 或者 V 更多的信息可以參考具體芯片數(shù)據(jù)操作手冊(cè)的電氣部分具有可編程的 Flash 對(duì)其供電的引腳必須連接 上部分在電路中閃存中使用。電源管理電路選用 TI 公司的 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 23 TPS73HD31 電源管理芯片。具體電路如下圖 所示。 N C1N C21 N G D31 E N41 I N51 I N6N C7N C82 G N D92 E N1 02 I N1 12 I N1 2N C1 3N C1 41 R E S E T2 8 R E S E TN C2 7N C2 61 F B S E N S E2 51 O U T2 41 O U T2 32 R E S E T2 2 R E S E TN C2 1N C2 02 S E N S E1 92 O U T1 82 O U T1 7N C1 6N C1 5T P S 3 7 H D 3 0 1D ?C o m p o n e n t _ 1G N DV C CC ?0 . 1 U FC ?0 . 1 U FV C CG N DC ?1 0 U FC ?1 0 U FR ?1 0 2 KR ?1 6 9 KG N DG N D3 , . 3 VG N D 圖 電源管理模塊 通信模塊設(shè)計(jì) 美國(guó) TI公司宣布推出第二代 ZigBee/IEEE 802. 15. 4 無(wú)線頻率 (RF)收發(fā)器CC2520。該款產(chǎn)品專(zhuān)門(mén)用于企業(yè)、科學(xué)研究所與醫(yī)療部門(mén)的 2. 4 CGHz 非正式頻段。它具有當(dāng)今業(yè)界最佳的選擇性 /共存性及優(yōu)異的鏈路預(yù)算功能特點(diǎn)。其產(chǎn)品目標(biāo)在于滿足各種應(yīng)用中 ZigBee/IEEE 802. 15. 4 與專(zhuān)有無(wú)線系統(tǒng)的要求，包括工業(yè)監(jiān)控、家庭與樓宇自動(dòng)化、機(jī)頂盒、遠(yuǎn)程控制以及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。 CC2520 的關(guān)鍵參數(shù)包括 . 8 V 電源電壓， 40125℃工作溫度， 103 dB鏈路預(yù)算等。 主要特點(diǎn)：信道選擇性 /共存性。相鄰信道抑制 :49 dB。備用信道抑制 :54 dB。優(yōu)秀的鏈路預(yù)算 (103 dB),400 m 視線范圍。溫度范圍 :4025℃。寬電源范圍 : V。 IEEE 802. 15. 4 標(biāo)準(zhǔn)的 MAC 硬件支持。一個(gè) AES 一 128 安全模塊。具 有 2 個(gè) USART、 8 位和 16 位定時(shí)器、看門(mén)狗定時(shí)器、 8 路輸入可配置的 12 位 ADC、 21 個(gè) GPIO、 AES128 協(xié)同處理器 ,硬件支持 CSMA/CA、數(shù)字化的接收信號(hào)強(qiáng)度指示 /鏈路質(zhì)量指示和強(qiáng)大的 DMA 功能 ,有電池監(jiān)測(cè)和溫度感測(cè)功能 。可支持 5 種工作模式 ,能較好地滿足低功耗系統(tǒng)的要求 。在接收和發(fā)送模式時(shí) ,電流損耗分別為 24mA 和 29mA。由于它的硬件設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單、封裝小、功耗低 ,因此在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 CC2530 外部接線如下圖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 24 . A V D D _ D R E G3 9D G N D _ U S B1D V D D1 0U S B _ M2U S B _ P3D V D D _ U S B4P 2 _ 03 6P 2 _ 13 5P 2 _ 23 4P 1 _ 01 1P 1 _ 19P 1 _ 28P 1 _ 37P 1 _ 46P 1 _ 55P 1 _ 63 8P 1 _ 73 7P 0 _ 01 9P 0 _ 11 8P 0 _ 21 7P 0 _ 31 6P 0 _ 41 5P 0 _ 51 4P 0 _ 61 3P 0 _ 71 2R E S E T _ N2 0A V D D 52 1A V D D 32 4A V D D 22 7A V D D 12 8A V D D 42 9A V D D _ G U A R D2 9R F _ P2 5R F _ N2 6P 2 _ 43 2P 2 _ 43 3X O S C 3 2 M _ M Q 12 3X O S C 3 2 M _ M Q 22 2D C O U P L4 0R B I A S3 0G N D4 1C C 2 5 3 0J P ?C C 2 5 3 0G N DR 3 0 15 6 KG N DC 4 0 11 u FG N DC 2 3 12 7 p FC 2 2 12 7 p FG N D G N DX 13 2 mC 3 3 12 7 p FC 3 2 12 7 p FG N D G N DX 23 2 . 7 6 8C 2 5 11 8 p FC 2 6 11 8 p fL 2 5 12 n hL 2 5 22 n hG N DC 2 5 21 p fC 2 6 21 p fG N DL 2 6 12 n hC 2 5 32 . 2 p fG N DC 2 5 42 . 2 p fC 2 5 52 . 2 p fG N DC 1 0 11 0 0 n fC 3 9 11 u fG N D G N DC 2 2 11 0 0 n f C 2 4 11 0 0 n fC 2 7 11 0 0 n FC 2 7 22 2 0 p fC 3 3 11 0 0 N F C 12 . 2 u fG N DG N D G N D G N D G N DG N D