MCU CPLD變壓器測試系統(tǒng)設(shè)計

間隔計數(shù)值：

Tsj=Tc/N (2)

則以Tsj為周期進(jìn)行采樣，即可實現(xiàn)采樣頻率的實時跟蹤，保證了交流等間隔采樣，為實現(xiàn)這一過程，通常采用的電路結(jié)構(gòu)為：來自電壓(流)互感器的電壓(流)經(jīng)過低通濾波器和跟隨器，經(jīng)過零比較器(可用LM339)整形成方波，經(jīng)光耦(如4N35)送到80C196KC的高速輸入接口 HS1.0利用方波的上升沿觸發(fā)高速輸入中斷，側(cè)得每個工頻周期計數(shù)值Tc。單片機由式(2)計算得到采樣間隔時間Tsj。以Tsj為時間間隔，設(shè)置軟件定時器中斷，在軟件定時器中斷中進(jìn)行采樣間隔設(shè)置，主程序根據(jù)其確定啟動A/D的時間間隔，完成周期誤差的大大減少和采樣頻率的實時跟蹤。

4 CPLD模塊設(shè)計

明確了CPLD的主要作用后，我們在Max+Plus II軟件上用VHDL語言分別實現(xiàn)這些模塊功能，設(shè)計包括4個階段：設(shè)計輸入、設(shè)計處理、設(shè)計驗證和器件編程。VHDL主要用于描述數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、行為、功能和接口。非常適用于可編程邏輯芯片的應(yīng)用設(shè)計。

4.1 主要模塊進(jìn)程

系統(tǒng)檢測變壓器時，MCU在正常初始化后，有鍵盤輸入時會要求CPLD運行按鍵響應(yīng)進(jìn)程;CPLD根據(jù)所鍵入型號運行繼電器控制進(jìn)程，操作繼電器板，并上傳操作結(jié)果，MCU在認(rèn)為前述操作正常后，才會要求CPLD啟動對A/D控制的進(jìn)程，模/數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果會送給MCU;MCU對轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行處理后，又會要求CPLD運行顯示進(jìn)程，顯示結(jié)果LCD上。4.2 仿真

以讀A/D結(jié)果(ReadOperation)進(jìn)程為例進(jìn)行仿真。

——進(jìn)程名稱：ReadOperation

——敏感變量，RD

——輸出變量，DataBusIn(送到數(shù)據(jù)總線上)

——目的：讀操作

ReadOperation：process(RD，Enlcd，En125Low，En125High，CSIF，CSIM)

需要說明的是，信號變量在仿真時需聲明其初始值，本讀操作進(jìn)程中的信號變量自會有其他進(jìn)程(如片選進(jìn)程)為其賦值，“”作為連接運算符，可將多個對象或矢量連接成位數(shù)更大的矢量，對ReadOperation進(jìn)程編譯仿真的波形圖如圖3所示。

5 結(jié)語

經(jīng)過現(xiàn)場試用得到實驗測試數(shù)據(jù)，表1列出3臺BX1-34型變壓器的部分參數(shù)測試結(jié)果，其中I次空流代表原邊空載電流，空壓II12指二次繞組1和2端的空載電壓，其他類推，II次空壓為二次繞組的總空載電壓，滿載電壓指在二次繞組串接8Ω電阻時的電壓值。

結(jié)果滿足《信號維護(hù)規(guī)則)中對變壓器“輸入額定電壓，二次端子電壓空載時其誤差不大于端子額定電壓值的10%；容量為30-60VA的變壓器滿載時，其二次端子電壓不小于端子額定電壓值的85%”的規(guī)定。

本次開發(fā)綜合考慮了MCU和CPLD的相互作用，采用了交流采樣技術(shù)，認(rèn)真考慮VHDL進(jìn)程并行和CPLD的結(jié)構(gòu)特點，并應(yīng)用電路簡化的幾種技巧與方法，充分利用CPLD的硬件資源優(yōu)化電路，實現(xiàn)系統(tǒng)對穩(wěn)定性，精確度等方面的要求。