智能電容補償控制器設計

　　MCU(MXT8051)中央控制模塊

　　1個(gè)USART，用于RS232和RS485通訊，由跳線(xiàn)來(lái)選擇;3個(gè)SPI接口，用于Ethernet通訊、EEPROM讀寫(xiě)和AD轉換數據讀取;24位輸出。

　　其它各模塊

　　EEPROM模塊與MCU(MXT8051)模塊通過(guò)SPI總線(xiàn)連接;模擬量采集模塊采用12位精度，500Ksps，4通道;Ethernet總線(xiàn)通過(guò)SPI總線(xiàn)與MCU(MXT8051)相連;RS232和RS485接口通過(guò)USART與MCU(MXT8051)相連，實(shí)際應用中RS232和RS485只選通1個(gè), 由跳線(xiàn)來(lái)選擇;繼電器輸出采用專(zhuān)用的繼電器驅動(dòng)芯片ULN2003，采用24V繼電器輸出;Debug接口用于對產(chǎn)品的調試用。

　　測試設計

　　在數據線(xiàn)、地址線(xiàn)、控制線(xiàn)添加測試點(diǎn);在輸入、輸出接口處添加測試點(diǎn);在晶振輸出處添加測試點(diǎn); 在電源處添加測試點(diǎn); 針對不同器件編寫(xiě)底層測試程序;測試工具為數字示波器、數字萬(wàn)用表、信號發(fā)生器等。

　　軟件設計方案

　　軟件設計方案如圖3所示，其主要組成如下。

　　主控制模塊

　　智能控制部分主要包括輸入掃描;對其它各模塊輸入的檢測，以確定下一步的操作;對其它各模塊的調用和其它各模塊協(xié)調;系統運行狀態(tài)檢測，錯誤和故障處理;輸出方式;通過(guò)參數設定其輸出模式;錯誤和故障發(fā)生時(shí)，狀態(tài)和參數的保存。

　　波形計算

　　波形計算主要是計算出三相電網(wǎng)上的電流和電壓波形，以及功率、有功功率和無(wú)功功率。

　　通過(guò)采集AD數據計算出以A相電壓波形為基準的各相電流、電壓波形。

　　由于電網(wǎng)環(huán)境惡劣，采集到的數據不可能是標準的正弦波形，所以首先要進(jìn)行濾波，而后再進(jìn)行數據采集。

　　通訊管理

　　通訊管理主要是針對上位機和顯示端的通訊管理，Modbus ASCII通訊協(xié)議，主要包括：通訊以ASCII碼方式編碼，縱向冗余校驗(LRC)校驗方式;RS232和RS485接口，波特率為19200，1位停止位，偶校驗;由于本控制器的功能簡(jiǎn)單，MCU(MXT8051)的資源不足，所以本項目只支持Modbus協(xié)議的部分功能碼。分別是功能碼(4)單個(gè)寄存器的讀取，功能碼(5)位寫(xiě)入，功能碼(6)單個(gè)寄存器的寫(xiě)入。