風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
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本系統(tǒng)THS1206采用4個單通道輸入模式，圖2為一片THS1206與TMS320C5416型DSP的接口電路。DSP采用復(fù)合引腳R/W來進(jìn)行讀寫操作，THS1206的可編程引腳WR與DSP的R/W引腳連接。THS1206的RD引腳通過連接一個電阻上拉為高電平。THS1206有兩個片選信號CS0和CS1。TMS320C5416通過IOSTRB引腳選擇外圍空間，與THS1206的CS0相連，地址線A17與CS1相連。THS1206的數(shù)據(jù)總線(D0~D11)可以直接與TMS320C5416的(D0~D11)數(shù)據(jù)總線相連，無需經(jīng)過緩沖和電壓轉(zhuǎn)換。測試系統(tǒng)由DSP定時器提供轉(zhuǎn)換時鐘信號。DSP采用中斷方式讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。THS1206的DATA-AV直接與DSP的INT2相連。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/195409.htm
由于本文的風(fēng)力發(fā)電機(jī)測試系統(tǒng)需要進(jìn)行頻譜分析的是交流部分，8路0～1 500 V的交流電壓和8路0～10 A交流電流,用于交流部分頻譜分析的A/D芯片THS1206為4通道輸入芯片，所以本系統(tǒng)需用4片THS1206。
2.2 ADS7864與TMS320C5416接口電路
ADS7864是德州儀器(TI)公司Burr-Brown產(chǎn)品部推出的快速6通道全差分輸入的雙12位A/D轉(zhuǎn)換器。能以500 kS/s的采樣速率進(jìn)行6通道同時采樣，特別適合于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中電力參數(shù)的采集[4]。
圖3為TMS320C5416與一片ADS7864的接口電路，6個差分模擬輸入通道CHA0、CHA1、CHB0、CHB1、CHC0和CHC1輸入的模擬信號被ADS7864的6個采樣保持器保持，當(dāng)ADS7864對采樣的6路信號轉(zhuǎn)換完畢后，ADS7864的BUSY引腳產(chǎn)生中斷信號，與DSP的INT0引腳相連表示轉(zhuǎn)換完畢，DSP可以通過中斷程序?qū)D(zhuǎn)換完畢的采樣信號進(jìn)行讀取與處理。ADS7864的A2、A1、A0為地址和模式控制端，用于選擇數(shù)據(jù)的讀出方式，這里A2A1A0=110,輸出模式為循環(huán)方式。BYTE信號用于決定輸出數(shù)據(jù)寬度，令其為低電平，一次輸出16位信號(DB15~DB0)，CLOCK信號用作A/D轉(zhuǎn)換所需的時鐘,這里選擇時鐘的最高工作頻率為8 MHz，由CPU的時鐘提供?？刂迫M輸入通道的采樣/保持信號HOLDA、HOLDB、HOLDC連接在一起，由CPLD進(jìn)行控制。
由于TMS320C5416的I/O口工作電壓是3.3 V，ADS7864的數(shù)字端工作電壓是5 V，所以它們之間必須連接由5 V轉(zhuǎn)換到3.3 V的電平轉(zhuǎn)換芯片74LVC16245。本文風(fēng)力發(fā)電機(jī)測試系統(tǒng)需要同步測試22路信號，ADS7864為6通道差分輸入A/D轉(zhuǎn)換芯片，所以本系統(tǒng)需用4片ADS7864芯片。22路信號的同步采集由CPLD控制每片ADS7864的HOLDX引腳為低電平來實(shí)現(xiàn)。
3 測試系統(tǒng)軟件設(shè)計
3.1 系統(tǒng)整體軟件設(shè)計
本文風(fēng)力發(fā)電機(jī)測試系統(tǒng)主程序流程圖如圖4(a)所示。首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，根據(jù)DSP芯片固有的功能和特征，進(jìn)入主程序的入口設(shè)置，所有寄存器清零，進(jìn)行程序存儲器ROM區(qū)和數(shù)據(jù)存儲器RAM區(qū)的初始化，中斷矢量設(shè)置等主程序運(yùn)行前的準(zhǔn)備工作，以及檢查系統(tǒng)電源，監(jiān)視芯片上電后的DSP芯片內(nèi)的硬件運(yùn)行情況。當(dāng)DSP芯片運(yùn)行正常后，進(jìn)入測試系統(tǒng)軟件的主程序運(yùn)行，使用默認(rèn)配置參數(shù)來設(shè)定系統(tǒng)的存儲器資源和總線占用資源。
系統(tǒng)在默認(rèn)配置參數(shù)正常的情況下，開始定時器設(shè)置，系統(tǒng)可通過定時器的設(shè)置確定采樣時間。在一次采樣結(jié)束后，首先進(jìn)入數(shù)據(jù)預(yù)處理，再將數(shù)據(jù)通過USB接口向上位機(jī)傳送。同時需要進(jìn)行頻譜分析的數(shù)據(jù)在液晶顯示屏里顯示出來。每次采樣及數(shù)據(jù)處理結(jié)束后，都要對數(shù)據(jù)的采樣數(shù)量進(jìn)行判斷，如果條件滿足，則系統(tǒng)數(shù)據(jù)采樣處理過程結(jié)束。如果不滿足，還要繼續(xù)進(jìn)行定時器設(shè)定時間的判斷，如果定時器設(shè)定時間到，則進(jìn)行新一輪的采樣過程，否則進(jìn)行等待循環(huán)狀態(tài)。
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