基于LP2132芯片的備自投測控單元的硬件設(shè)計

摘要：采用模塊化的設(shè)計，以一個支持實時仿真和跟蹤，16／32位的ARM7TDMI-S CPU微控制器LPC2132為核心，配合其他功能芯片，完成硬件設(shè)計要求。考慮到強弱電信號之間的相互電磁干擾，在整體結(jié)構(gòu)上采用3層電路板，實現(xiàn)了強弱電信號的隔離，提高了系統(tǒng)的抗干擾性、運行的穩(wěn)定性和人員現(xiàn)場操作的安全性。本控制單元設(shè)計完全符合備自投配電終端智能化、小型化、多功能化的要求。
關(guān)鍵詞：配電；監(jiān)測終端；串行數(shù)據(jù)通信；LPC2132

文中以LPC2132芯片作為系統(tǒng)主控器，針對電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)信號采集、數(shù)據(jù)通信以及系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測等問題，設(shè)計出一種含兩主一備功能的備自投等多功能配電的硬件系統(tǒng)，其可以測量回路中的有功功率、無功功率、能量、電壓、電流、功率因數(shù)等功能。以兩路市電作為進線，另加一路備用電源，通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)將兩段母線聯(lián)通供電，三路電源互為備用。該系統(tǒng)亦可實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和備自投。

1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)采用3層電路板：底層為信號采集電路板，因其上層多為大型元器件，為了保持測試儀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，將其置于底層。該層主要用于信號的傳輸與變換，將外部傳送的大電壓電流信號轉(zhuǎn)換為小電壓電流信號；中間層為信號處理電路板，它將信號采集板傳送的小電壓電流信號進行處理，該層也是本設(shè)計的主控電路板；上層是LCD顯示電路板，用于對從中間層傳送的測量參數(shù)進行顯示，如圖1所示。

2 微控制器的選擇
本系統(tǒng)選擇LPC2132作為微控制器，它是基于一個支持實時仿真和嵌入式跟蹤的32／16位ARM7TDMI-STM CPU微控制器，帶有64／128／256／512 kB的嵌入高速Flash存儲器。LPC2132具有多個32位定時器，1個(LPc2132)10位8路ADC，10位DAC，PWM通道，47個GPIO，9個邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷。系統(tǒng)LPC2132外接口示意圖，如圖2所示。