基于TMS320LF2407A的多路电压检测硬件设计(2)
1 绪论
1.1 课题背景与意义
自从人类进入现代文明以后，电能就成为了不可或缺的一部分，由此而引申出对系统电能的故障检测，而电压检测就是系统电能质量检测的一个重要组成部分。
在现实生活中衣食住行方方面面都离不开电能的使用，可以想象，如果一个城市离开了电会发生什么，这将是不可想象的灾难。由此可见，电能对于现在的这个社会的意义何其之大。
同时我们也能从侧面看出电能监测的重要性，电能监测为电能的可持续发展提供了有利保障。小到电池电压监测，大到高电压输电线路电压监测，无不需要电压测量，只有测量的电压在满足要求的范围内，才能保证供电的可持续性、安全性、绿色环保。一旦线路电压过高或者过低，都会对线路或者用电户造成损伤，这是我们所不愿看到的。
随着科技水平的不断发展，电压采集系统也一直在不断发展。从原始的电表测量到热电法、测辐射热器法等等，多种多样。
而本文主要阐述的就是一种新型的基于单片机TMS320LF2407A的采集方式。
1.2 TMS320LF2407A简介
在该系统设计中应用了该DSP芯片以下的特点[1]：a) 采用先进的哈佛结构将程序和数据分别存储在不同的存储空间中和多总线形式，即程序和数据存储器有相应的程序和数据总线，使数据的吞吐率提高了一倍。b) 采用静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，功耗大大减小。c) 实时控制，40MIPS的执行速度使得频率在40MHz时，指令周期缩短为25ns。d) 有两个事件管理器EVA和EVB，每个事件管理器包含有两个16位的通用定时器。e) 有可扩展的193KB外部存储器空间，其中包括64KB程序存储空间，64KB数据存储空间，64KB的I/O寻址空间。f) 基于TMS320C2xxDSP芯片的内核，保证了TMS320LF2407A的代码与TMS320系列的其他DSP芯片代码兼容。g) 含有高达32KB的FLASH程序存储器，1.5KB的数据/程序RAM，544B的双口RAM和2KB的单口RAM。h) 有可实现半双工或全双工通信的串行通信接口(SCI)模块。i)有一个看门狗定时器模块。j) 有基于锁相环的时钟发生器。
和其他系列的单片机相比，TMS320系列由于灵活的指令集、灵活的内部操作、高速的运算能力、改进的并行结构和有效的成本使得在同类单片机中更显优势。
在本设计中并不需要过于专业的DSP，同时TMS3202407A也能满足实验的要求，通过将存储器和外设集成到控制器内部，使得TMS320器件的系统成本降低，因此从节约成本以及性能上来考虑，2407A都是不错的选择。
1.3 本文主要研究内容
本课题将完成基于TMS320LF2407A为核心的多路电压监测系统设计，主要完成三路电压采集系统的硬件设计工作。硬件电路完成三路电压信号的采样，信号的滤波处理以及将电压信号传送至上位机系统进行监测显示。课题完成硬件芯片的选型和硬件电路的设计工作，使用DSP软件完成硬件原理图、印制板图的绘制，编写核心芯片的软件控制程序，同时配合软件部分的同学完成全系统的调试工作。
1.4 论文内容安排
本文的主要内容安排如下：
第一章：论述本文研究背景及其意义，阐述以下本文大体内容以及内容安排，对本设计的核心DSP进行简要论述。
第二章：给出硬件总体结构图。详细给出系统核心控制模块、通信模块以及AD采样模块的硬件连接图。还对PCB基本制作流程进行简略介绍。
第三章：完成AD采样系统的程序设计。采样程序设计是基于CCS软件进行编写，本设计既采用汇编的方法，又采用C语言的方法进行混合编写。主程序是基于AD7865芯片的AD采样程序，还包括其余子程序，来协助采样程序。