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MCF5282微處理器在電力控制系統(tǒng)中的應用

作者: 時間:2010-11-24 來源:網(wǎng)絡 收藏

本文中將介紹一種新型嵌入式以及由它設計出的嵌人式主模板,能夠滿足多種通信方式的要求,而且其處理速度和實現(xiàn)多通道交直流采樣的精度比起上述三類芯片都要高得多,其實時性也更完美。   

1 的主要特點
  
是迄今為止Motorola推出的最高集成度的ColdFire系列32位微處理器,內(nèi)含有2 KB的高速緩沖存儲器Cache、64 KB的隨機存儲器RAM和512KB的閃存Flash,其I/0口總數(shù)達到152個。它還采用智能DigjtalDNA技術(shù),在66 MHz下工作速度為59Dhrystone2.1 MIPS。此外,MCF5282微處理器還具有新型設備:

  ◆快速以太網(wǎng)媒體存取控制(MAC),支持100 MbpsMII,10 Mlaps MII和10 Mbps 7線實際接口,它使以太網(wǎng)連接從板級擴展到芯片級,這是MCF5282區(qū)別于其他類型處理器的特色之一。
  ◆QSPI模塊,提供帶有序列傳輸性能的串行外圍接口。
  ◆3個通用異步串行接口模塊UART。
  ◆I2C系統(tǒng)總線模塊。
  ◆CAN 2.0B標準接口模塊。
  ◆4個32位的DMA定時/計數(shù)器、8個16位通用定時/計數(shù)器、4個周期中斷定時/計數(shù)器。
  ◆8路10位A/D轉(zhuǎn)換器模塊(QADC)。
  ◆DMA控制模塊,可對8位、16位、32位的數(shù)據(jù)進行操作。
  ◆2個中斷控制模塊,每個中斷控制模塊可管理7級中斷,每級又有9個中斷源,共可管理126個中斷源。
  ◆帶沖突檢測的復位控制模塊。
  ◆電源管理模塊(PWW)共有四種運行模式:Run.Wait,Doze-和Stop。
  
2 微機保護裝置的嵌入式主模板

2.1 微機保護裝置的工作原理
  
由待保護系統(tǒng)送來的電流電壓信號,經(jīng)電流電壓互感器變換后產(chǎn)生低電壓信號(±10 V內(nèi))送入主模板。主模板內(nèi)的MCF5282微處理器運行片內(nèi)的保護軟件,進行信號采樣,完成各種數(shù)值運算、分析及處理,從而確定待保護系統(tǒng)的運行狀態(tài)。如有故障,則由MCF5282經(jīng)輸出模板發(fā)出跳閘動作信號,達到保護系統(tǒng)的目的;同時,由各種通信方式將保護動作信息送入管理模板和上位機,記錄、保存數(shù)據(jù)并報警,完成微機保護裝置的工作過程。
  
2. 2 MCF5282構(gòu)成的嵌入式主模板
  
筆者在設計110 kV高電壓的微機保護裝置中,選擇以MCF5282為核心,構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)的硬件主模板。它主要由數(shù)據(jù)采樣、存儲器、開關(guān)量輸入輸出、通信以及串行時鐘和E2PROM等電路組成,如圖1所示。


本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/162662.htm

  
以下將對MCF5282與各個部分的連接及工作原理加以敘述。
  
2.2.1 MCF5282電路
  
為提高主模板的可靠性,應盡量減少MCF5282的外圍器件,設計MCF5282以單片方式運行,MCF5282采用I/O端口或功能端口,與外部進行信息交換。系統(tǒng)的復位電路采用帶電源監(jiān)視的復位電路芯片IMP706R,在裝置上電、電源電壓異常、手動復位和程序運行混亂或超時而產(chǎn)生“死鎖”時可使系統(tǒng)復位,其電路如圖2所示。

  
2.2.2 存儲器和數(shù)據(jù)采樣電路
  
存儲器選用2片F(xiàn)Ml8L08,數(shù)據(jù)采樣選用AD976A,兩種器件的數(shù)據(jù)線、地址線共用,控制線除片選線外,其他線共用,如圖3所示。MCF5282微處理器中的軟件以I/O端口方式操作這些信號線。


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