單片機(jī)在電力系統(tǒng)監(jiān)控中的應(yīng)用
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2.2.2 存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)采樣電路
存儲(chǔ)器選用2片F(xiàn)M18L08，數(shù)據(jù)采樣選用AD976A，兩種器件的數(shù)據(jù)線、地址線共用，控制線除片選線外，其他線共用，如圖3所示，MCF5282微處理器中的軟件以I/O端口方式操作這些信號(hào)線。
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FM18L08是采用先進(jìn)的鐵電技術(shù)制造的32KB非易失性鐵電隨機(jī)存儲(chǔ)器FRAM，其數(shù)據(jù)掉電后可以保存10年之久。它的高速寫(xiě)操作以及擦寫(xiě)次數(shù)多使得它比其他非易失性存儲(chǔ)器具有更高的優(yōu)勢(shì)。FM18L08與MCF5282的連接如圖3所示，2片F(xiàn)M18L08采用并聯(lián)的方式構(gòu)成32K×16位的存儲(chǔ)器，它可以進(jìn)行8位和16位的數(shù)據(jù)操作，MCF5282片內(nèi)已有64KB的隨機(jī)存儲(chǔ)器，足以存放嵌入式系統(tǒng)中軟件處理的各種數(shù)據(jù)，擴(kuò)展FM18L08的主要目的是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)濾波和動(dòng)作參數(shù)的存放。
MCF5282中有8路10位隊(duì)列式A/D轉(zhuǎn)換器模塊（QADC），但其路數(shù)和精度均達(dá)不到要求，因此采用了2片美信公司的16選1模擬電子開(kāi)關(guān)芯片MAX306與AD976A構(gòu)成的 31路16位、信號(hào)范圍為±10V的數(shù)據(jù)采集電路。
AD976A是ADI公司生產(chǎn)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其分辨率為16位，最高采樣速率可達(dá)到200ksps，它是采用電荷重分布技術(shù)的逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)逼近型ADC簡(jiǎn)單，且不再需要完整的模數(shù)轉(zhuǎn)換器作為核心，由于電容網(wǎng)絡(luò)直接使用電荷作為轉(zhuǎn)換參量，而且這些電容已經(jīng)達(dá)到了采樣電容的作用，因而不必另加采樣保持器，從而大大簡(jiǎn)化了前置電路，在濾波電路中，直流信號(hào)分別采用傳統(tǒng)的RC和RLC濾波電路進(jìn)行濾波。
2.2.3 開(kāi)關(guān)量輸入輸出電路
MCF5282主模板設(shè)計(jì)了34路的開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入和17路開(kāi)關(guān)輸出信號(hào)，每一路開(kāi)關(guān)量輸入均通過(guò)光隔芯片TLP521，再到達(dá)MCF5282的I/O端口，控制軟件由MCF5282的I/O口送出輸出信號(hào)，經(jīng)過(guò)74LVXC3245和ULN2004兩級(jí)驅(qū)動(dòng)器，控制輸出模板中的繼電器，如圖4所示。
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2.2.4 通信電路
根據(jù)MCF5282微處理器的通信端口，設(shè)計(jì)了以太網(wǎng)、CAN、RS－232和RS－485通信的外圍電路，構(gòu)成多種通信方式與上位機(jī)系統(tǒng)和管理模塊進(jìn)行信息交流。CAN、RS－232和RS－485通信的收發(fā)器分別使用PCA82C250、MAX3232和MAX485，為了提高通信質(zhì)量，中間用光電隔離器件6N137進(jìn)行隔離，為了滿足高端用戶的需要，設(shè)計(jì)有以太網(wǎng)通信，外圍起動(dòng)芯片選用VT6103芯片。
評(píng)論