基于ARM7嵌入式系统的电动机保护装置的研制

摘要

电动机作为拖动系统中的重要组成部分在国民经济中占有举足轻重的地位，它的使用几乎渗透到了各行各业，是工业、农业和国防建设及人民生活正常进行的重要保证，因而确保电动机的正常运行就显得十分重要，而电动机保护装置对电动机的正常运行无疑具有决定性的意义。 本装置设计的基本原理就是监测电动机运行时的三相电压和电流参数，通过对这些参数的分析，获得电机的工作情况，为做到实时保护电动机提供准确的参考信息。本装置在硬件上采用ARM加MCU的双CPU结构，以Philips公司的ARM微处理器LPC2292为控制核心，实现保护、测量和通信功能，以P89C668H单片机实现人机接口功能。软件是基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的，介绍了μC/OS-Ⅱ的一些基本概念之后，重点阐述了其在LPC2292上的移植，并详细介绍了基于μC/OS-Ⅱ平台的应用程序的任务划分和设计。 本装置的现场调试已经完成，取得令人满意的效果。由于电动机保护装置的重要性以及对保护功能的精确性、全面性要求，本系统还有进一步完善的必要和潜力。

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第一章绪论

1.1课题背景

1.2电动机保护的发展概况

1.3当前我国电动机微机保护装置中存在的问题

1.4嵌入式系统概述

1.4.1嵌入式系统的硬件

1.4.2嵌入式系统软件

1.4.3嵌入式以太网技术介绍

1.5本装置研究的意义

第二章 电动机的保护方案和保护算法

2.1 电动机保护原理及保护判据

2.2实现的部分算法

第三章电动机保护装置的硬件平台的构建

3.1硬件平台总体构建方案

3.2 CPU模块部分

3.2.1 ARM处理器简介

3.2.2 ARM7TDMI内核结构

3.2.3飞利浦ARM LPC2292介绍

3.2.4复位电路

3.2.5存储器接口电路

3.3模拟量输入模块部分

3.3.1交流变换电路设计

3.3.2信号处理电路设计

3.3.3 AD转换电路设计

3.4人机接口模块

3.4.1 液晶显示部分

3.5开关量输出回路

3.6 以太网接口的设计

3.6.1 以太网控制器RTL8019AS介绍

3.6.2 ARM与8019的接口

第四章保护装置的软件设计

4.1 嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的分析及其移植

4.1.1 嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ简介

4.1.2 μC/OS-Ⅱ的体系结构

4.1.3 μC/OS-Ⅱ的移植对处理器的要求

4.1.4 μC/OS-Ⅱ在LPC2292上的移植实现

4.1.5测试移植代码

4.2基于μC/OS-Ⅱ的应用程序设计

4.2.1任务的划分

4.2.2各任务的设计

第五章工作总结与展望

5.1 工作总结

5.2展望

参考文献

致谢