風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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本系統(tǒng)THS1206采用4個(gè)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(lái)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(guò)連接一個(gè)電阻上拉為高電平。THS1206有兩個(gè)片選信號(hào)CS0和CS1。TMS320C5416通過(guò)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(wú)需經(jīng)過(guò)緩沖和電壓轉(zhuǎn)換。測(cè)試系統(tǒng)由DSP定時(shí)器提供轉(zhuǎn)換時(shí)鐘信號(hào)。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://www.butianyuan.cn/article/195409.htm
由于本文的風(fēng)力發(fā)電機(jī)測(cè)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(shí)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(gè)差分模擬輸入通道CHA0、CHA1、CHB0、CHB1、CHC0和CHC1輸入的模擬信號(hào)被ADS7864的6個(gè)采樣保持器保持，當(dāng)ADS7864對(duì)采樣的6路信號(hào)轉(zhuǎn)換完畢后，ADS7864的BUSY引腳產(chǎn)生中斷信號(hào)，與DSP的INT0引腳相連表示轉(zhuǎn)換完畢，DSP可以通過(guò)中斷程序?qū)D(zhuǎn)換完畢的采樣信號(hào)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(hào)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(hào)(DB15~DB0)，CLOCK信號(hào)用作A/D轉(zhuǎn)換所需的時(shí)鐘,這里選擇時(shí)鐘的最高工作頻率為8 MHz，由CPU的時(shí)鐘提供?？刂迫M輸入通道的采樣/保持信號(hào)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(cè)試系統(tǒng)需要同步測(cè)試22路信號(hào)，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(hào)的同步采集由CPLD控制每片ADS7864的HOLDX引腳為低電平來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3 測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3.1 系統(tǒng)整體軟件設(shè)計(jì)
本文風(fēng)力發(fā)電機(jī)測(cè)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(chǔ)器ROM區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(cè)試系統(tǒng)軟件的主程序運(yùn)行，使用默認(rèn)配置參數(shù)來(lái)設(shè)定系統(tǒng)的存儲(chǔ)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(shí)器設(shè)置，系統(tǒng)可通過(guò)定時(shí)器的設(shè)置確定采樣時(shí)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(guò)USB接口向上位機(jī)傳送。同時(shí)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(lái)。每次采樣及數(shù)據(jù)處理結(jié)束后，都要對(duì)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(guò)程結(jié)束。如果不滿足，還要繼續(xù)進(jìn)行定時(shí)器設(shè)定時(shí)間的判斷，如果定時(shí)器設(shè)定時(shí)間到，則進(jìn)行新一輪的采樣過(guò)程，否則進(jìn)行等待循環(huán)狀態(tài)。
評(píng)論