風(fēng)力發(fā)電機實(shí)驗測試系統的設計與實(shí)現

由于本文的風(fēng)力發(fā)電機測試系統需要進(jìn)行頻譜分析的是交流部分，8路0～1 500 V的交流電壓和8路0～10 A交流電流,用于交流部分頻譜分析的A/D芯片THS1206為4通道輸入芯片，所以本系統需用4片THS1206。
2.2 ADS7864與TMS320C5416接口電路
　ADS7864是德州儀器(TI)公司Burr-Brown產(chǎn)品部推出的快速6通道全差分輸入的雙12位A/D轉換器。能以500 kS/s的采樣速率進(jìn)行6通道同時(shí)采樣，特別適合于數據采集系統中電力參數的采集[4]。
　圖3為T(mén)MS320C5416與一片ADS7864的接口電路，6個(gè)差分模擬輸入通道CHA0、CHA1、CHB0、CHB1、CHC0和CHC1輸入的模擬信號被ADS7864的6個(gè)采樣保持器保持，當ADS7864對采樣的6路信號轉換完畢后，ADS7864的BUSY引腳產(chǎn)生中斷信號，與DSP的INT0引腳相連表示轉換完畢，DSP可以通過(guò)中斷程序對轉換完畢的采樣信號進(jìn)行讀取與處理。ADS7864的A2、A1、A0為地址和模式控制端，用于選擇數據的讀出方式，這里A2A1A0=110,輸出模式為循環(huán)方式。BYTE信號用于決定輸出數據寬度，令其為低電平，一次輸出16位信號(DB15~DB0)，CLOCK信號用作A/D轉換所需的時(shí)鐘,這里選擇時(shí)鐘的最高工作頻率為8 MHz，由CPU的時(shí)鐘提供?？刂迫M輸入通道的采樣/保持信號HOLDA、HOLDB、HOLDC連接在一起，由CPLD進(jìn)行控制。

由于TMS320C5416的I/O口工作電壓是3.3 V，ADS7864的數字端工作電壓是5 V，所以它們之間必須連接由5 V轉換到3.3 V的電平轉換芯片74LVC16245。本文風(fēng)力發(fā)電機測試系統需要同步測試22路信號，ADS7864為6通道差分輸入A/D轉換芯片，所以本系統需用4片ADS7864芯片。22路信號的同步采集由CPLD控制每片ADS7864的HOLDX引腳為低電平來(lái)實(shí)現。
3 測試系統軟件設計
3.1 系統整體軟件設計
　 本文風(fēng)力發(fā)電機測試系統主程序流程圖如圖4(a)所示。首先進(jìn)行系統初始化，根據DSP芯片固有的功能和特征，進(jìn)入主程序的入口設置，所有寄存器清零，進(jìn)行程序存儲器ROM區和數據存儲器RAM區的初始化，中斷矢量設置等主程序運行前的準備工作，以及檢查系統電源，監視芯片上電后的DSP芯片內的硬件運行情況。當DSP芯片運行正常后，進(jìn)入測試系統軟件的主程序運行，使用默認配置參數來(lái)設定系統的存儲器資源和總線(xiàn)占用資源。

　 系統在默認配置參數正常的情況下，開(kāi)始定時(shí)器設置，系統可通過(guò)定時(shí)器的設置確定采樣時(shí)間。在一次采樣結束后，首先進(jìn)入數據預處理，再將數據通過(guò)USB接口向上位機傳送。同時(shí)需要進(jìn)行頻譜分析的數據在液晶顯示屏里顯示出來(lái)。每次采樣及數據處理結束后，都要對數據的采樣數量進(jìn)行判斷，如果條件滿(mǎn)足，則系統數據采樣處理過(guò)程結束。如果不滿(mǎn)足，還要繼續進(jìn)行定時(shí)器設定時(shí)間的判斷，如果定時(shí)器設定時(shí)間到，則進(jìn)行新一輪的采樣過(guò)程，否則進(jìn)行等待循環(huán)狀態(tài)。