基于LP2132芯片的備自投測控單元的硬件設計
摘要:采用模塊化的設計,以一個支持實時仿真和跟蹤,16/32位的ARM7TDMI-S CPU微控制器LPC2132為核心,配合其他功能芯片,完成硬件設計要求。考慮到強弱電信號之間的相互電磁干擾,在整體結構上采用3層電路板,實現了強弱電信號的隔離,提高了系統的抗干擾性、運行的穩定性和人員現場操作的安全性。本控制單元設計完全符合備自投配電終端智能化、小型化、多功能化的要求。
關鍵詞:配電;監測終端;串行數據通信;LPC2132
文中以LPC2132芯片作為系統主控器,針對電力系統數據信號采集、數據通信以及系統狀態監測等問題,設計出一種含兩主一備功能的備自投等多功能配電的硬件系統,其可以測量回路中的有功功率、無功功率、能量、電壓、電流、功率因數等功能。以兩路市電作為進線,另加一路備用電源,通過聯絡開關將兩段母線聯通供電,三路電源互為備用。該系統亦可實現遠程監控和備自投。
1 系統的總體結構
系統整體結構采用3層電路板:底層為信號采集電路板,因其上層多為大型元器件,為了保持測試儀結構穩定性,將其置于底層。該層主要用于信號的傳輸與變換,將外部傳送的大電壓電流信號轉換為小電壓電流信號;中間層為信號處理電路板,它將信號采集板傳送的小電壓電流信號進行處理,該層也是本設計的主控電路板;上層是LCD顯示電路板,用于對從中間層傳送的測量參數進行顯示,如圖1所示。
2 微控制器的選擇
本系統選擇LPC2132作為微控制器,它是基于一個支持實時仿真和嵌入式跟蹤的32/16位ARM7TDMI-STM CPU微控制器,帶有64/128/256/512 kB的嵌入高速Flash存儲器。LPC2132具有多個32位定時器,1個(LPc2132)10位8路ADC,10位DAC,PWM通道,47個GPIO,9個邊沿或電平觸發的外部中斷。系統LPC2132外接口示意圖,如圖2所示。
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