基于DSP的光纤电压传感器信息处理单元的研究

摘要

该文着中开发设计光纤电压传感器的信息处理单元,主要工作有:1.在国内首次将DSP芯片TMS320C31处理器应用于光纤电压传感器的信息处理单元中,使光纤电压传感器向实用化方向迈进了一大步;2.根据对光纤电压传感器性能指标的要求,分配信息处理单元软件和硬件所应完成的功能,据此设计出系统的硬件电路和相应的应用软件.3.安装和调试电路,通过了系统软件、硬件综合调试,排除软件和硬件设计中存在的问题,将应用程序固化入外部程序存储器后,实现了预定的功能即实时输出被测高压的瞬时值、输出电压有效值并且能够在PC机上监测信号的频谱,并达到了性能指标要求.4.在实验达到预期效果的基础上,对误差、实时性及可靠性三项主要指标进行了深入分析,并提出了解决问题的相应措施.由于光纤电压传感器具有很强的抗干扰能力、高带宽、高可靠性、良好的实时性,而且引入TMS320C31单片机的信息处理单元不但能够实现数据补偿、处理,模拟输出经过补偿过的实时信号,也能在PC机上输出电压有效值、显示信号的频谱,因而经过改进的光纤电压传感器精度大大提高,向实用化前进了一大步,是电力系统理想的测量工具.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第一节课题提出的背景及意义

第二节系统构成概述

第三节国内外研究现状

第四节本文的主要工作

第二章光纤电压传感器原理

第一节泡克尔斯效应检测电压的原理

第二节偏振光干涉检测原理

第三节外加光学偏置以获得线性效应

第三章信息处理单元

第一节概述

1. 信息处理单元的功能

2. 信息处理单元的要求

第二节总体结构

1. 硬件结构

2. 软件结构

第三节TMS320C31芯片

1. 中央处理单元(CPU)

2.内部总线操作

3.外部总线操作

4.外围单元

5.直接存储器访问(DMA)

6.芯片管脚说明

7. 存储器

第四章信息处理单元的硬件设计

第一节存储器接口设计

第二节模数转换接口电路

第三节复位信号发生电路

第四节中断电路设计

第五节ISA端口设计

第六节系统硬件调试

第五章信息处理单元的软件

第一节软件设计要求

1.指标要求

2.数学模型分析

3.FFT算法

第二节软件结构

第三节主程序

第四节串行口中断服务子程序

第五节FFT子程序

第六节监控、频谱显示程序

1. WinDriver的特性

2.WinDriver的组成、体系结构和开发步骤

第七节软件调试

1.仿真器调试

2.软件调试过程

3.独立系统实现

第六章误差、实时性及可靠性

第一节误差分析及减少误差的措施

1.误差源及分类

2.减小误差的方法

第二节实时性分析

1. 实时性的基本要求

2. 影响实时性的因素

3. 数据处理周期的构成及减少的原则

第三节可靠性分析

1. 影响系统可靠性的因素

2. 干扰对测控系统造成的后果

3. 提高系统可靠性的措施

第七章结论

参考文献

致谢