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基于ARM和实时嵌入式系统的智能脱扣器研究

更新时间：2020-03-14 02:20:58 大小：6M 上传用户：zhengdai查看TA发布的资源 标签：arm嵌入式 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

低压断路器应用在低压配电系统中，是用来处理由于电网波动导致线路出现严重的过载、短路、过电压、欠电压、过电流、漏电等故障的一种电气设备，可切断电路，隔离故障，起到保护配电网络、电气设备的作用。脱扣器是低压断路器实现这些功能的核心部件。

    随着现代智能系统的发展，出现了具有微处理器的脱扣器，它不仅囊括了脱扣器所有保护功能，而且还能够显示、设定和修改被控电路中的各种参数并扩充了测量、控制、报警、数据记忆及传输、上下微机的通信等功能，其性能大大优于传统的常规断路器产品。

    本课题是以PHILIPS 公司的ARM7TDMI-S为核心、总线开放的单片机LPC2294作为微控制器；以开放源代码嵌入式实时多任务μC/OS Ⅱ为控制器操作系统。通过硬件电路采集相关的电网信号；单片机A/D 进行模数转换；锁相环倍频电路提供中断进行采样；应用基于时间2FFT快速傅里叶变换处理采样数据；液晶实时显示电网电压数值的设计可实时了解电网情况，在电网产生故障时脱扣器快速脱扣，保护整个电网。

    本设计的硬件部分分为信号采集电路、微控制器接口电路、脱扣器脱扣电路、以太网通讯电路四部分。信号采集电路包括电流采样、电压采样、漏电流采样、锁相环倍频、多路转换开关。微控制器接口电路包括单片机内部A/D、UART、I 2 C、SPI、FLASH 存储芯片、液晶显示、键盘整定。脱扣电路使用磁通变换器代替传统双金属片。以太网通讯电路应用以太网芯片RTL8019 结合89C52 单片机来实现。

    软件采用实时多任务嵌入式系统(RTOS)，可对不同任务设置不同优先级，利用μC/OS Ⅱ系统可剥夺性内核的特点，通过外部中断执行高优先级任务，快速分析整个电网。整体系统采用C语言编程、ADS1.2 环境下编译调试。为了抗外界干扰，硬件部分采用光耦隔离信号，合理化器件排列以减少器件间干扰。软件部分采用看门狗防止程序死循环，以及数字滤波技术减少采集误差。

    最终的实验结果证明，智能断路器采样、通讯、液晶显示均符合要求。

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