基于DSP和CAN總線(xiàn)的RTU的設計

　　開(kāi)關(guān)量和脈沖量的輸入電平為12 V。采用HCPL2631 高速光隔進(jìn)行隔離， 實(shí)現電平匹配和隔離抗干擾， 隔離后的開(kāi)關(guān)量和脈沖量信號分別經(jīng)過(guò)相應的數據緩沖單元即變?yōu)長(cháng)F2407A 外部I/O 輸入端信號，LF2407A通過(guò)定時(shí)訪(fǎng)問(wèn)相應的I/O 端口來(lái)實(shí)現對開(kāi)關(guān)量和脈沖量的采集。當信號測控模塊檢測到其中一個(gè)開(kāi)關(guān)量的變位， 產(chǎn)生相應的一個(gè)事件順序記錄信息。對于分析電網(wǎng)故障原因具有重要作用。

　　利用了CPLD 的集成性和可編程性將處理外圍數字電路集成到一塊芯片上， 實(shí)現對其他芯片、液晶顯示器和鍵盤(pán)等的地址譯碼、讀寫(xiě)、控制和信號緩沖功能。

　　4 系統軟件介紹

　　根據硬件結構的特點(diǎn)， 在進(jìn)行系統軟件設計時(shí)可將RTU 分為通信主控和信號測控兩個(gè)獨立的模塊， 對兩者進(jìn)行單獨的考慮和設計。在這里，采用模塊化程序設計的方法來(lái)設計模塊的整體軟件。從軟件的功能上講，通信主控模塊主要包括各種通信端口的通信程序和人機接口程序設計，信號測控模塊軟件部分則包括現場(chǎng)信號的采集和處理、各種電力參數的計算和分析以及與上位模塊的通信程序等。在實(shí)際應用中，通信主控模塊和信號測控模塊多個(gè)任務(wù)之間往往是互相交叉的，因此通過(guò)硬件中斷來(lái)響應不同任務(wù)請求，提高處理器的實(shí)時(shí)響應能力。

　　5 實(shí)驗結果與分析

　　利用實(shí)驗室的現有條件， 為了驗證硬件A/D 采樣系統的好壞， 對低壓380 V/220 V 電網(wǎng)進(jìn)行測量， 采樣128個(gè)點(diǎn)與示波器波形相比如圖4 所示?？梢钥闯?， 對模擬量的采樣是精確可行的。

圖4 采樣128個(gè)點(diǎn)與示波器波形比較

表1 采樣運算得15 次諧波峰值

　　在此基礎之上， 進(jìn)行了諧波分析。本次試驗采用電網(wǎng)電壓經(jīng)分壓變換后電壓有效值在1.7 V 左右（ 普通萬(wàn)用表測） 進(jìn)行試驗。采樣數據經(jīng)符號擴展后直接進(jìn)行FFT 變換， 對應得到15 次諧波峰值如表1 所示， 從表中數據可以看出偶次諧波很小， 幾乎為零； 而奇次諧波逐漸遞減。