用于电力装置的多CPU硬件系统设计

摘要

随着电厂、变电站综合自动化技术的不断提高,电力装置中所采用的硬件系统也正朝着功能更强大、结构更合理、人机更友好的方向发展.该文介绍了一种用在电力装置中的由单片机—DSP组成的多CPU硬件系统,叙述了其组成、工作原理及它所实现的功能.在第一章的绪论中展望了未来电力装置硬件系统应具有的技术要求,这些要求也是该文设计中所尽力追求的.随后提出了该硬件系统的总体架构,确定了各模块的功能划分及模块间怎样实现数据交换.第三章介绍了系统各模块的硬件设计方案及相关问题.第四章中简单介绍了软硬件抗干扰设计问题.该文最后着重介绍了各模块间的数据交换,包括核心测量模块和动作逻辑模块间以双口RAM进行通信、动作逻辑模块与辅助功能模块间用QSPI功能实现互通以及整个系统对外的通信等.按该文方案设计的硬件系统已基本完成,并已在该硬件系统上展开了电力自动装置的开发,初步证明了这个方案的可行性.在进一步的研究实践中,将不断对该方案验证和修正.

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文摘

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第一章绪论

1.1可靠性

1.2充裕的CPU资源

1.3高分辨率、高采样速率的模数转换系统

1.4高速、可靠、灵活的通信接口

1.5大屏幕液晶显示和方便的输入设备

1.6硬件模块化设计

1.7优良的电磁兼容性能

1.8硬件资源的合理性

1.9完善的辅助开发工具

第二章多CPU硬件系统架构

2.1系统功能划分

2.2结构设计

第三章系统各模块设计

3.1核心测量模块

3.1.1模拟量转换

3.1.2频率测量

3.1.3测量模块结构

3.1.4中断向量

3.2动作逻辑模块

3.2.1动作逻辑模块结构

3.2.2中断向量

3.3辅助功能模块设计

3.3.1总体结构

3.3.2中断向量

第四章软硬件抗干扰

4.1装置硬件电磁兼容设计

4.1.1干扰的分类

4.1.2干扰的耦合方式

4.1.3系统的硬件抗干扰方法

4.2软件抗干扰设计

4.2.1采样数据的干扰辨识

4.2.2处理过程校核

4.2.3程序出轨的自恢复

第五章系统的数据交换及接口

5.1核心测量模块和动作逻辑模块间的数据交换

5.1.1交换的数据内容

5.1.2 DSP数据如何写入双口RAM

5.1.3 MC68332如何读取双口RAM数据

5.2动作逻辑模块和辅助功能模块间的数据交换

5.2.1 MC68332单片机的QSPI功能介绍

5.2.2 QSPI主从通信方式实现

5.3装置对外的通信

5.3.1 SCI接口

5.3.2打印接口

5.3.3 RS-485通信

第六章结论

6.1总结

6.2进一步的工作

参考文献

附录

致谢

作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文