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浅谈变电站综合自动化中监控系统的硬件设计研(2)

2013-08-01 01:07
　　
　　(一)80C196K0
　　80C196KC是Intel公司16位单片机系列的第三代产品，是目前应用最广泛的16位单片机，具有以下特点：
　　1　废除了CPU的累加器(ACC)与算术运算部件(ALU)的传统结构，采用了寄存器阵列／算术逻辑部件(RALU)。OOH－1FFH单元包含寄存器阵列、专用寄存器和256字节的附加RAM。OOH—017H是专用寄存器区。018H—OFFH是寄存器阵列．可由RALU直接访问。IOOH—1FFH是附加的256字节RAM．这些RAM通过“垂直寄存器窗”结构，也可以作为寄存器由RALU直接访问，因而给程序设计带来很大方便。
　　2　特殊功能寄存器直接控制I／O口，实现了I／O口的高速输入与高速输出。四个高速输入口最小能记录分辨间隔为1微秒的外部事件发生时间(时钟频率为16MHZ)；六个高速输出口，可在预定的时间内触发外部电路。
　　3　两个16位定时／计数器及四个软件定时器可以很方便地为众多的外部或内部事件提供定时与计数功能。所谓软件定时器就是对HSO编程，可以按预定的时间产生中断。
　　4　具有高速运算处理器。80C196KC可以采用16EiZ的晶振．其运行速度比12MHz的90c196KB快33％，比12MHZ的8096BH快1倍。
　　5　3路D／A转换采用脉冲宽度调制输出(PWM)，调制精度为8位，输出波形为占空比可变的方波，方波可经积分后变成直流电平．其电平随占空比变化有256级输出。
　　6　有16位WATCHDOG监视定时器，用于监视软件运行是否发生故障，当系统由于干扰或其它扰动导致软件运行紊乱时，它能够使系统自动复位。
　　7　有高速数据交换能力。支持DMA(直接存储器存取)方式数据交换和PTS方式数据交换。
　　
　　(二)测控单元的组成
　　80C196KC基本处理模块主要由80C196KCl6位中央处理器、128Kbyte程序存储器EPROM，64Kbyte数据存储器RAM，16Kbyte的存储器EEPROM及译码电路组成；电流型互感器模块完成将100V，5A的电压电流信号转化为+2.5mA的弱电信号，经过信号变换．放大滤波变成标准信号送入多路模拟开关，在CPU的控制下依次A／D转抉，将现场输入的模拟量转变成数字量，供CPU处理。频率检测模块对输入的交流正弦信号进行整形变成主波信号，输入CPU的高速输入口，通过测量跳变的周期测量频率及进行频率跟踪。遥信、遥脉输入光藕隔离电路完成信号变换及隔离功能，支持220V／110V／24V直流电压信号输入。键盘显示模块提供人机交互功能．采用薄膜键盘和带背光的128*64的点阵式液晶．屏幕一屏可显示16×8个英文字母或8×4个汉字。
　　为了满足不同应用的需要，本装置设计有5路接口：其中2路为冗余设计的CAN总线接口，用于与通信控制单元通信；1路光纤通信接口，用于与通信控制单元的通信或与智能设备通信；1路RS485接口，用于支持装置与总控单元的通信或与智能设各通信；l路为RS232接口．用于支持装置的组态功能，所有的通信接口均通过高速光藕进行光电隔离。
　　在继电器驱动电路中采用了一些保护措施，防止在分合直流电源时引起逻辑电路紊乱而造成继电器误动作，并在驱动电路与继电器之间加光电隔离，以提高抗干扰能力。本装置还采用自检闭锬功能和放电回路，防止由于硬件错误。