基于STM32和PCI-104总线的发电厂同步授时卡的设计与实现

摘要

电厂/变电站的一件十分重要的基础工作就是时间同步，统一精确的时间是作为保证电力系统安全运行和提高电力运行水平的一个重要措施。根据现有的众多同步授时装置，通过分析它们所存在的缺点，并且结合目前比较流行的微处理器，最终我们选取了性能高、成本低、功耗低的专门为嵌入式应用设计的 ARM Cortex-M3内核的STM32系列处理器来完成数据的处理，在数据传输方面，采用了PCI-104总线技术来进行数据的传输，该总线技术能够很好的满足了系统实时性的要求。同步授时模块细分开来，包括GPS接收机和STM32模块。GPS接收机负责接收GPS导航设备统一的RTCM（Radio Technical Commission for Maritime services，即无线电技术委员会海事请求的服务）标准协议NMEA-0183；STM32模块，处理时间信息，用来对GPS接收机传过来的以NMEA-0183形式呈现的时间码进行解码和发出时间信号。该同步授时模块使用了两片大规模逻辑芯片,一个实时时钟芯片和一个STM32微处理器芯片，该模块能够接收主设备发出的各种同步脉冲信号和绝对时标信号，将其转换为200uS的绝对时标刻度数据，以便通过PCI-104总线为PC机提供分辨率为200uS的绝对时标。PCI-104接口电路主要是通过接口芯片PCI9052来实现。本系统的驱动编写采用Driverstudio来编写，以实现板卡系统与上位机的通信；上位机测试软件则采用MFC类来编写。

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第一章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 研究目的

1.3 国内外研究进展

1.4 本文主要研究内容

1.5 本文组织结构

第二章 系统的总体设计

2.1 硬件总体设计

2.2 软件总体设计

第三章 PCI-104总线和STM32系列在系统中应用

3.1 PCI-104总线和STM32系列概述

3.2 PCI总线的发展历程

3.3 PCI总线协议简介

3.4 PCI-104总线与PC/104和PC/104+总线的不同

3.5 STM32系列简介

3.6 本章小结

第四章 系统硬件设计及其实现

4.1 硬件整体的设计

4.2 同步授时模块的硬件设计

4.3 PCI-104接口模块的硬件设计

4.4 本章小结

第五章 系统的软件设计及整体测试

5.1 系统板单片机程序设计

5.2 驱动程序设计

5.3 上位机测试应用程序

5.4 系统整体性能测试

5.5 论文小结

第六章 结论与展望

6.1 论文小结

6.2 展望

致谢

参考文献