基于DSP和CAN總線的RTU的設(shè)計

　　開關(guān)量和脈沖量的輸入電平為12 V。采用HCPL2631 高速光隔進行隔離， 實現(xiàn)電平匹配和隔離抗干擾， 隔離后的開關(guān)量和脈沖量信號分別經(jīng)過相應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖單元即變?yōu)長F2407A 外部I/O 輸入端信號，LF2407A通過定時訪問相應(yīng)的I/O 端口來實現(xiàn)對開關(guān)量和脈沖量的采集。當(dāng)信號測控模塊檢測到其中一個開關(guān)量的變位， 產(chǎn)生相應(yīng)的一個事件順序記錄信息。對于分析電網(wǎng)故障原因具有重要作用。

　　利用了CPLD 的集成性和可編程性將處理外圍數(shù)字電路集成到一塊芯片上， 實現(xiàn)對其他芯片、液晶顯示器和鍵盤等的地址譯碼、讀寫、控制和信號緩沖功能。

　　4 系統(tǒng)軟件介紹

　　根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)的特點， 在進行系統(tǒng)軟件設(shè)計時可將RTU 分為通信主控和信號測控兩個獨立的模塊， 對兩者進行單獨的考慮和設(shè)計。在這里，采用模塊化程序設(shè)計的方法來設(shè)計模塊的整體軟件。從軟件的功能上講，通信主控模塊主要包括各種通信端口的通信程序和人機接口程序設(shè)計，信號測控模塊軟件部分則包括現(xiàn)場信號的采集和處理、各種電力參數(shù)的計算和分析以及與上位模塊的通信程序等。在實際應(yīng)用中，通信主控模塊和信號測控模塊多個任務(wù)之間往往是互相交叉的，因此通過硬件中斷來響應(yīng)不同任務(wù)請求，提高處理器的實時響應(yīng)能力。

　　5 實驗結(jié)果與分析

　　利用實驗室的現(xiàn)有條件， 為了驗證硬件A/D 采樣系統(tǒng)的好壞， 對低壓380 V/220 V 電網(wǎng)進行測量， 采樣128個點與示波器波形相比如圖4 所示?？梢钥闯?， 對模擬量的采樣是精確可行的。

圖4 采樣128個點與示波器波形比較

表1 采樣運算得15 次諧波峰值

　　在此基礎(chǔ)之上， 進行了諧波分析。本次試驗采用電網(wǎng)電壓經(jīng)分壓變換后電壓有效值在1.7 V 左右（ 普通萬用表測） 進行試驗。采樣數(shù)據(jù)經(jīng)符號擴展后直接進行FFT 變換， 對應(yīng)得到15 次諧波峰值如表1 所示， 從表中數(shù)據(jù)可以看出偶次諧波很小， 幾乎為零； 而奇次諧波逐漸遞減。