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正文摘录:

李干林等：基于【)SP和cAN总线的信号转换装置逡让(1)实时数字仿真系统的每个机电仿真周期内，从实时数字仿真系统中接收电压、电流的数字量，经I)AC转换后输出不失真的模拟波形，每个信号转换装置有多路电压、电流模拟量输出。(2)实时数字仿真系统的每个机电仿真周期内，每个信号转换装置从综合自动化系统接收多路开关量信号上传给实时数字仿真系统，从实时数字仿真系统接收开关量输出至综合自动化系统。通过分析装置的功能要求，信号转换装置功能结构框图见图1。电路模块主要由I)SF’，CAN，CPI。D，FI。ASFl及D／A等组成。I)SP芯片采用TI的32位具有浮点运算能力T：MS320VC33(V(；33)，通过数据总线和地址总线与FLASH及CAN控制器连接，采用(：PL，D逻辑控制器实现各芯片间逻辑粘接。信号转换装置的电路模块硬件框图见图2。CAN总线薷图2信号转换装置的电路模块硬件框图2.2硬件设计中的关键技术问题2.2.1DSP应用系统VC33芯片具有24位地址总线、32位数据总线和34k字(32b)内部RAM。本文的DSP应用系统的特点是：外接15MHz晶振，经内部锁相环5倍频后得到75MHz系统时钟；INTl控制上电程序加载，INT3用于CAN总线通信；程序加载采用MCBI。(Microcomputer。Boatload)模式。FLASt{用于信号转换装置的运行程序。在DSP系统上电或复位后，在BootI.,oader‘模式下，由DS[’将程序从FI。ASt{加载到相应的内部RAM，并从指针指向的代码开始运行程序。本文选择ATMEI。公司生产的256k×8的FI。ASt{ROM芯片AT29C020作为核心模块的程序存储器，可以满足程序存储的要求。分配给FLASH的地址空间为：0x400000～0x403000H。为了增强控制器电路设计的灵活性，提高电路的集成度，本文采用CPI。D逻辑控制器XC9572PQlOO根据要求的逻辑和时序实现DsP应用系统中各个电路间的逻辑粘接，实现地址译码、读写控制、时序控制等功能。2.2.2CAN总线接口通信电路模块的CAN总线接口主要由3部分构成：独立CAN通信控制器SJAl000，CAN总线收发器】8PCA82C250和高速光电藕合器6N137。VC33控制SJAl000实现初始化、数据发送和接收。SJAl000的ADO～AD7可以直接挂接到VC33的数据总线DO～。D7上，但V(233不提供地址锁存信号，这是CAN总线接口电路设计的难点之一。本文利用CPI。D译码逻辑产生sJAl000的地址锁存信号AI。E、片选信号cs及硬件复位信号RST。SJAl000的INT引脚与VC33的INT3相连，从而实现中断方式的CAN通信。为了增强CAN总线节点的抗干扰能力，在SJAl000和.PCA82C250之间采6N137进行电气隔离。2.2.3D／A转换电路如果每个机电仿真周期内(设为20ms)，正弦波有200个点数据输出，I)SP在100弘s内需输出一组D／A转换数据【]sin(cct+9)，装置需采用高速、高性能的高速。D／’A。如DAc7744是高性能的4通道16位高速D／A，速度快、精度高。D／A转换时间≤1gs(I)SF。的I／()总线读／写周期＜O.1Vs)，可达到误差不超过O.003％的范围内，单极性或双极性输出，采用单+12V电源供电可输出O～10V，±12V电源供电可输出一10～+10V”0。由上可知，在100弘s内，除了D／A转换时间，I)SF’计算各个模拟量值(L，sin(“+妒)或Jsin(“+P))需要时间。对于高速的DSP(指令周期是十几ns)，32路模拟量的计算及同时送往D／A转换在100弘s内是可以的。这样在每个信号转换装置中，设计用8片‘DAC7744输出32路模拟量，加上32路开关量输出和32路开关量输入。2.3软件设计中的关键技术问题2.3.1整体设计信号转换装置是将变电站一次系统的数字仿真与二次系统的实际变电站综合自动化设备实时连接起来的装置。信号转换装置在整个系统运行时，应完成在仿真步长内把一次数字系统的电压、电流量转换成模拟量供给二次系统，以及一次系统和二次系统的开关量的交换。在软件上，信号转换装置的DSP应具备以下功能：(1)通信功能DSP通过CAN总线串行高速通信电路接收一次数字仿真系统的命令和信息，在仿真步长内启动D／A转换、输出模拟电压、电流量以及输出开关量、采集开关量。(2)数值计算功能DSP根据每路仿真参数，计算每路的正弦D／A输出值。(3)开关量的输入／输出功能在仿真步长内，能输出开关量到变电站综合自动化系统及采集变电站综合自动化系统的开关量。程序的功能流程见图3。2.3.2信号转换装置的CAN组网在上位机(实时数字仿真系统计算机)采用PCI总线