基于μCOS-Ⅱ的嵌入式微机保护装置的研究

论文摘要

伴随着我国经济的飞速发展,各行业对电力的需求也日益增大,并且对供电质量的要求也越来越高。通过加强对电力系统的监控,达到改善供电质量的要求变得刻不容缓。微机保护技术对于电力系统的监控意义重大。尤其是近几年来计算机领域的软硬件技术的快速发展,更是给微机保护技术带来了新的活力。微机保护技术是指通过实时的监控被保护对象的电压电流值,根据相应的算法判据得出被保护对象是否发生电力故障,再根据故障的类型做出相应的保护动作,以此达到保护对象的目的。以往的微机保护装置的软件设计因要特别考虑实时性,大都使用汇编程序编写,代码维护困难。本装置通过采用汇编语言与C语言混合编程以及将μCOS-Ⅱ嵌入式操作系统引入到微机保护装置当中,兼顾了软件编写上的效率以及代码维护的问题。另外微机保护装置的研究难点在于保护算法的改进,要改进保护算法必须要有相关的算法检验平台,本装置的实现可为将来保护算法的研究提供软硬基础平台。本文涵盖的内容包括系统装置的硬件设计、软件设计、保护算法研究、通讯协议分析以及μCOS-Ⅱ嵌入式操作系统在MCU中的移植内容。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 问题的提出
• 1.2 研究内容
• 1.3 研究价值
• 1.4 本文的组织
• 第二章 概述
• 2.1 嵌入式系统概念介绍
• 2.2 嵌入式发展的趋势
• 2.3 微机保护的概念介绍
• 2.3.1 微机保护的历史
• 2.3.2 我国微机保护的发展史
• 第三章 硬件设计相关内容
• 3.1 系统框架介绍
• 3.1.1 电源模块
• 3.2 系统模块
• 3.2.1 CPU介绍
• 3.2.2 CPU资源分配介绍
• 3.2.3 通讯接口电路
• 3.2.4 GAL芯片介绍
• 3.2.5 数模转换（A/D）与采样保持电路
• 3.2.6 看门狗电路
• 3.2.7 液晶显示接口电路
• 3.3 输入输出模块
• 3.3.1 开关量输入电路
• 3.3.2 继电器输出电路
• 3.3.3 采样电压电流 I-V电路
• 3.3.4 其它电路
• 3.4 印刷电路板制作注意事项
• 3.4.1 EMC的基本概念
• 3.4.2 保护措施
• 第四章 软件设计相关内容
• 4.1 μCOS-Ⅱ的移植与系统整合
• 4.1.1 实时系统的概念
• 4.1.2 μCOS-Ⅱ的简介
• 4.1.3 μCOS-Ⅱ运行机理概述
• 4.1.4 开发平台的介绍
• 4.1.5 C语言与汇编语言的混合编程
• 4.1.6 μCOS-Ⅱ的移植
• 4.2 各个功能模块的相关代码
• 4.2.1 液晶显示模块的编程介绍
• 4.2.2 SPI总线芯片编程介绍
• 4.3 保护算法的分析
• 4.3.1 基本原理
• 4.4 通讯协议的分析
• 4.4.1 通讯协议的确定
• 4.4.2 报文分析
• 4.4.3 CRC16校验
• 总结
• 5.1 取得的成果
• 5.2 展望与存在问题
• 附录
• 参考文献
• 致谢