以太網控製器CS8900A線路保護電路設計
發布時間:2016-07-19 責任編輯:wenwei
【導讀】隨著電力係統的迅速發展,我國電網規模越來越大,結構也日趨複雜,對於線路保護裝置的性能提出了更高的要求。傳統的基於單片機的微處理器結構和基於RS485、CAN 總線的通信方案已經無法滿足係統的需要。數字信號處理(DSP)技術、複雜可編程序邏輯器件CPLD 技術和以太網通信技術的迅猛發展,為電力係統微機保護技術的進步提供了有利的條件。基於這種發展趨勢,文中開發研製了一種基於TMS320F2812的針對於中低壓線路的微機保護裝置。
硬件設計
裝置硬件按功能實現模塊化設計,核心CPU 模塊采用保護DSP+監控DSP 的雙CPU 結構,它們之間通過CAN 口實現信息共享。DSP 采用的是TI 公司的32 位高性能定點處理器芯片TMS320F2812,該芯片處理能力好(150MIPS)、程序存儲器大(128k 字的FLASH、片內外設豐富、事件管理能力強、具有在線仿真功能,使得接口、模塊化設計以及調試都很方便。
模擬量數據采集電路
模擬量數據采集電路主要完成電壓、電流等模擬量的采集、信號調理和A/D 轉換工作。電網實際的高電壓、大電流信號經過一次PT、CT 和數據采集板上二次小PT、CT 兩次變換後,還需要通過信號調理電路才能變為A/D 轉換器可以接受的電壓範圍。信號調理電路如圖1 所示。
圖1 模擬量信號調理電路
模數轉換器采用的是TI 公司的16 位、6 通道同步采樣A/D 轉換器ADS8364。ADS8364的三組啟動轉換端holdA、holdB 、holdC 由2812 的同一I/O口經過CPLD 控製,每隔T/N (T 為測得模擬信號周期,N 為周期采樣點數)時間,啟動A/D 轉換。ADS8364轉換結束時會產生一個中斷信號,2812 檢測到該中斷後,通過中斷服務程序讀取轉換結果。
CPLD 電路
CPLD 采用的是XILINIX 公司推出的複雜可編程邏輯芯片XC95108。該芯片具有支持IEEE 1149.1標準的JTAG 引腳,支持ISP 方式下載程序。能反複擦寫內部邏輯,可以在外部I/O 引腳和接線不變的情況下實現CPLD 內部邏輯的改變。CPLD 在裝置硬件設計中的作用主要是:地址譯碼、產生時延信號、擴展I/O 口以及解決外設芯片和2812 之間的速度匹配問題。其功能框圖如圖2 所示。
圖2 CPLD功能框圖
通信電路
通信電路主要擔負著監控CPU 與外部通信的功能。其與外部的通信方式主要是RS485/232 和以太網接口。RS485/232 通過2812 自帶的SCIA/B 實現。以太網接口電路采用低功耗的以太網控製器
CS8900A,RJ45 接口,與IEEE802.3 標準完全兼容。CS8900A被設置為16 位工作模式,和2812 之間的數據傳輸采用的是默認的I/O 方式。其應用電路如圖3 所示。

圖3 以太網控製器CS8900A應用電路圖
基於DSP、CPLD heyitaiwangtongxinjishu,gaiwenyanzhileyitaozhenduiyuzhongdiyaxianludeweijibaohuzhuangzhi。gaizhuangzhijingguoxiangguanceshihouyijingtouruxianchangyunxing,shijiyunxingbiaominggaizhuangzhijiegoujiandan,chulijingdugao,fanyingsudukuai,kangganraonengliqiang,henhaodeshixianleshejidebaohugongneng。erqiezaicijichushangjingguoruanyingjianpingtaideshengji,keyijiaofangbiandeshixiangaoyaxianlubaohudegongneng。
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