專利名稱：：一種以32位dsp為核心的微機保護裝置的主板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種主板，具體地說，是涉及一種以32位DSP為核心的微機保護裝置的主板。
背景技術(shù)：
：微機保護裝置是一種利用微處理器構(gòu)成的繼電保護裝置，由于它具有高可靠性、高選擇性、高靈敏度及信息化程序高等特點，微機保護裝置已在電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域中得到廣泛的運用。隨著計算機技術(shù)及半導體技術(shù)的飛躍發(fā)展，微機保護裝置的功能也越來越強大，信息化程度也越來越高；同時其應(yīng)用領(lǐng)域也由單一的專業(yè)電力用戶迅速的擴展到廠礦、企業(yè)、商業(yè)、部隊等終端用戶。微機保護裝置的性能主要通過主板的功能來實現(xiàn)。目前，傳統(tǒng)微機保護裝置的主板主要是由微處理器(單片機)、輸入/輸出通道、人機接口及通訊接口等硬件構(gòu)成。傳統(tǒng)微機保護裝置的主板雖能滿足廣大終端用戶的一般需求，但也存在以下的不足1.隨著單片機處理技術(shù)的進一步發(fā)展及用戶需求的擴展、信息化程度要求越來越高，傳統(tǒng)微機保護裝置主板上的微處理器的運算能力已不能很好的滿足高速度的運算及信息化的要求；2.傳統(tǒng)微機保護裝置的主板CPU總線在片外，容易受到外界的電磁干擾，使微機保護裝置的穩(wěn)定性能受到一定影響；3.傳統(tǒng)微機保護裝置的主板的程序更新比較困難，整個微機保護裝置的智能化程度不高，信息化程度不夠。綜上所述，目前所使用的微機保護裝置的主板已不能很好的滿足現(xiàn)階段廣大用戶的高速度、高智能化及網(wǎng)絡(luò)化需求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種以32位DSP為核心的微機保護裝置的主板。該主板不僅總線不出芯片，而且運行速度快，同時還具有體積較小、程序更新方便、智能化程度高及性能穩(wěn)定等特點。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種以32位DSP為核心的微機保護裝置的主板，包括CPU模塊，以及與CPU模塊相連的采樣模塊、通訊模塊、1/0口擴展模塊、時鐘電路模塊、開入量采集模塊、控制輸出模塊和保護運算模塊，1/0口擴展模塊還外接有液晶顯示模塊、按鍵輸入模塊和報警裝置，所述主板內(nèi)還設(shè)有雙端口SRAM和CAN總線模塊，所述CPU模塊由管理CPU模塊和DSP中央處理模塊組成，所述管理CPU模塊通過雙端口SRAM實現(xiàn)和DSP中央處理模塊的數(shù)據(jù)交換，采樣模塊、時鐘電路模塊、開入量采集模塊、控制輸出模塊、保護運算模塊以及CAN總線模塊分別與DSP中央處理模塊相連，而通訊模塊和I/0口擴展模塊分別與管理CPU模塊相連。所述通訊模塊為RS-485通訊模塊。所述1/0口擴展模塊為CPLD邏輯器件。所述通訊模塊和I/0口擴展模塊分別通過雙向總線與管理CPU摸塊相連。所述采樣模塊為14位A/D采樣模塊。所述報警裝置包括音響報警及指示燈。本發(fā)明中，主要模塊為DSP中央處理模塊、管理CPU模塊和CPLD邏輯器件，其中，DSP中央處理模塊以32位DSP為核心，其工作頻率達到150MHz，指令執(zhí)行速度為150MIPS，利用該芯片功能齊全、運算能力強等性能優(yōu)點，提高本發(fā)明中所述主板的整體性能，DSP的主要功能實現(xiàn)微機保護裝置的數(shù)據(jù)及狀態(tài)采樣、計算、處理和輸出控制；管理CPU模塊主要進行人機界面及通訊的處理；而CPLD邏輯器件則主要用于I/O口擴展。從上述設(shè)計可以看出，本發(fā)明的設(shè)計原理以高性能的32位DSP中央處理器為核心，使用雙向總線與采樣模塊進行數(shù)據(jù)交換，提高處理效率，同時設(shè)置多種功能的模塊電路，利用管理CPU模塊和CPLD邏輯器件來實現(xiàn)人機交換和通訊處理，使本發(fā)明具有高效率、高穩(wěn)定性、高智能化的特點。為提高系統(tǒng)智能化、信息化程度，本發(fā)明的控制程序通過JTAG方式實現(xiàn)在線升級，并在軟件上增加了豐富的調(diào)試與自檢功能，提高了通訊速率，使通訊信息更豐富。同時，本發(fā)明還設(shè)置了CAN總線，擴展了通訊接口，進一步提高了通訊速率、增加了信息化程度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明相具有如下的優(yōu)點及顯著效果-一.本發(fā)明所述主板采用"DSP中央處理模塊+管理CPU模塊+CPLD"的組件方案，不僅提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，增強了抗干擾能力，還具有功能更齊全、運算能力更強大、信息化程度更高、數(shù)據(jù)共享更方便等特點，為系統(tǒng)的信息化、智能化提供了硬件保障。而CPLD邏輯器件具冇二.本發(fā)明保護啟動具有雙重啟動方式，即保護同時具有閾值啟動與增量啟動兩種啟動方式，啟動更快速、更靈敏。三.本發(fā)明采用14位A/D采樣模塊與DSP運算相結(jié)合的方式，極大的提高了采樣的精度，增強了系統(tǒng)的靈敏性。四.本發(fā)明所使用的高性能32位DSP處理器外設(shè)功能豐富，總線不出芯片，抗干擾能力更強，主板穩(wěn)定性能更高。五.本發(fā)明的運行程序在片內(nèi)，提高了系統(tǒng)抗干擾能力；同時程序能夠?qū)崿F(xiàn)在線燒寫，維護與升級更方便。六.本發(fā)明采用大規(guī)模CPLD邏輯器件來實現(xiàn)I/O口擴展，具有集成度高、速度快的特點，它能夠?qū)⑺?/0功能集成，減少電源功耗，節(jié)省電路板空間。本發(fā)明屬于一種微機主板，主要應(yīng)用于微機保護領(lǐng)域中。圖l為現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)框圖。圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。如圖2所示，一種以32位DSP為核心的微機保護裝置的主板，主要由CPU模塊和采樣模塊構(gòu)成，其中，CPU模塊由管理CPU模塊和DSP中央處理模塊組成，管理CPU模塊與DSP中央處理模塊之間通過管理CPU模塊和DSP中央處理模塊之間能以總線方式進行數(shù)據(jù)交換，從而保證管理CPU模塊和DSP中央處理模塊均能輕載運行，從而大大的提高整個微機保護裝置的穩(wěn)定性。為了能夠?qū)崿F(xiàn)微機保護裝置的智能化、網(wǎng)絡(luò)化及信息化，在管理CPU模塊上面還連接有RS-485通訊模塊和人機接口模塊，DSP中央處理模塊上還連接有CAN總線模塊。用戶通過人機接口模塊就能很方便的實現(xiàn)人機對話，并能通過RS-485通訊模塊或CAN總線模塊及時地與遠端智能設(shè)備進行信息共享。人機接口模塊包括用于數(shù)據(jù)顯示的液晶顯示器、用于報警和提醒用戶注意的音響報警及指示燈以及實現(xiàn)人機對話的鍵盤。人機接口模塊可通過由CPLD邏輯器件進行I/O口的擴展，實現(xiàn)用戶需要的更多的功能。所述DSP中央處理模塊還分別與時鐘電路模塊、開入量采集模塊、控制輸出模塊、CAN總線模塊及保護運算模塊相連。其中，時鐘電路模塊不僅為整個主板提供準確的實時時鐘，還為微機保護裝置中所記錄的故障數(shù)據(jù)提供準確的時間依據(jù)；開入量采集模塊通過光電隔離方式將強、弱電徹底分開。采集模塊對外部開關(guān)的位置等狀態(tài)進行采集，經(jīng)過光電隔離及總線隔離后直接傳輸?shù)紻SP中央處理模塊實現(xiàn)信號的采集及處理功能；保護運算模塊將A/D采樣模塊、時鐘模塊及開入量采集模塊輸入的信號進行運算處理，將結(jié)果輸入到管理CPU模塊進行顯示，同時將該結(jié)果傳輸?shù)娇刂戚敵瞿K，通過控制輸出模塊驅(qū)動繼電器輸出去控制受保護電力設(shè)備以實現(xiàn)整個微機保護裝置的保護功能。C認總線模塊是實現(xiàn)微機保護裝置智能化、網(wǎng)絡(luò)化及信息化的另外一個通訊接口，該接口傳輸距離遠、通訊性能穩(wěn)定，更適合遠距離、大容量數(shù)據(jù)傳輸。所述14位A/D采樣模塊直接與DSP中央處理模塊相連，用于整個裝置運行時的模擬量采集。在本發(fā)明中，當主板運行時，DSP中央處理模塊將通過14位A/D采樣模塊進行模擬量采集，采集信號變成數(shù)字信號后在DSP中央處理模塊中進行各種運算處理。DSP中央處理模塊運算處理的結(jié)果以及其他輸入信息則通過雙打口SRAM與管理CPU模塊進行數(shù)據(jù)交換。整個主板采用多層板設(shè)計技術(shù)，增加了抗干擾措施及器件以便更好地實現(xiàn)主板的抗干擾能力。下表為本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)指標及其相應(yīng)的性能對比。序號<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>3級；2.快速瞬變干抗試驗，國家標準4級；3.脈沖群干抗試驗，國家標準3級；丄靜電放電試驗，國家標準4級。試驗，國家標準3級；2.快速瞬變干抗試驗，國家標準3級；3.脈沖群干抗試驗，國家標準3級；4.靜電放電試驗，國家標準3級。從上表以及圖l可以明顯看出，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在性能上具有明顯優(yōu)勢，是一種具有很高實用價值的新技術(shù)(權(quán)利要求1.一種以32位DSP為核心的微機保護裝置的主板，包括CPU模塊，以及與CPU模塊相連的采樣模塊、通訊模塊、I/O口擴展模塊、時鐘電路模塊、開入量采集模塊、控制輸出模塊和保護運算模塊，I/O口擴展模塊還外接有液晶顯示模塊、按鍵輸入模塊和報警裝置，其特征在于，所述主板內(nèi)還設(shè)有雙端口SRAM和CAN總線模塊，所述CPU模塊由管理CPU模塊和DSP中央處理模塊組成，所述管理CPU模塊通過雙端口SRAM實現(xiàn)和DSP中央處理模塊的數(shù)據(jù)交換，采樣模塊、時鐘電路模塊、開入量采集模塊、控制輸出模塊、保護運算模塊以及CAN總線模塊分別與DSP中央處理模塊相連，而通訊模塊和I/O口擴展模塊分別與管理CPU模塊相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以32位DSP為核心的微機保護裝置的主板，其特征在于，所述通訊模塊為RS-485通訊模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以32位DSP為核心的微機保護裝置的主板，其特征在于，所述I/0口擴展模塊為CPLD邏輯器件。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以32位DSP為核心的微機保護裝置的主板，其特征在于，所述通訊模塊和i/o口擴展模塊分別通過雙向總線與管理CPU模塊相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以32位DSP為核心的微機保護裝置的主板，其特征在于，所述采樣模塊為14位A/D采樣模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以32位DSP為核心的微機保護裝置的主板，其特征在于，所述報警裝置包括音響報警及指示燈。全文摘要本發(fā)明公開了一種以32位DSP為核心的微機保護裝置的主板，該主板主要由CPU模塊和與CPU模塊相連的14位采樣模塊組成，所述主板內(nèi)還設(shè)有雙口SRAM、CPLD邏輯器件、CAN總線模塊和通訊模塊，CPU模塊包括管理CPU模塊和DSP中央處理模塊，管理CPU模塊、雙口SRAM和DSP中央處理模塊依次通過雙向總線相連，同時，管理CPU模塊還與CPLD邏輯器件和通訊模塊相連，而采樣模塊和CAN總線模塊還與DSP中央處理模塊相連。本發(fā)明還設(shè)置了多種功能的模塊電路，如報警裝置、顯示模塊、時鐘模塊等等。本發(fā)明具有功能強大、處理速度快、信息化程度高、數(shù)據(jù)共享方便、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，主要用于微機保護裝置中。文檔編號H02H7/26GK101373891SQ20081004605公開日2009年2月25日申請日期2008年9月16日優(yōu)先權(quán)日2008年9月16日發(fā)明者臻李申請人:成都瑞科電氣有限公司