基于C167CR的高压直流输电阀控系统的研究

论文摘要

随着全球电力技术的高速发展,高压直流输电技术(HVDC)的出现并迅速普及,高压直流输电中换流阀的控制技术成为高压直流输电的核心技术之一。本论文的工作是设计与制作基于英飞凌16位单片机的高压直流输电阀控制系统的硬件电路。论文在研究了英飞凌微处理器结构和C167CR的存储器组织、中断、并行IO口,CAN控制器特点的基础上,利用芯片硬件资源与相关器件实现了阀控制系统的硬件电路。论文分析研究了高压直流输电的阀控制系统的各项功能要求和指标,讨论了对整个系统进行的功能模块的划分。对进行逻辑控制的主要芯片FPGA5206,串行口扩展芯片16C450的工作原理进行了讨论。完成了系统各功能模块的电路设计和PCB制作,并进行了各个功能模块的软硬件调试及系统联调。硬件电路达到了系统的总体要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 研究的主要内容及章节安排
• 第二章 阀控制系统
• 2.1 阀控制系统整体功能
• 2.2 电源模块
• 2.3 控制模块
• 2.4 UART模块
• 2.5 逻辑模块
• 2.6 光纤模块
• 2.6 CAN接口模块
• 2.6.1 CAN概述
• 2.6.2 CAN总线技术介绍
• 2.7 RS-422 模块
• 第三章 Infineon-C167CR-16 位单片机
• 3.1 C167CR单片机简介
• 3.2 体系结构
• 3.2.1 存储器的组织
• 3.2.2 中央处理器
• 3.2.3 中断
• 3.2.4 并行I/O口
• 3.3 系统管理
• 3.3.1 外部总线
• 3.3.2 外部启动模式下的硬件配置
• 第四章 系统主要芯片及硬件方案设计
• 4.1 器件分析
• 4.1.1 微控制器80C167CR
• 4.1.2 FPGA芯片XC5206
• 4.1.3 串行口扩展芯片16C450
• 4.2 电源模块电路设计
• 4.3 控制模块电路设计
• 4.4 逻辑电路模块设计
• 4.5 通信模块电路设计
• 4.5.1 UART并串转换模块电路设计
• 4.5.2 光纤模块电路设计
• 4.5.3 CAN模块电路设计
• 第五章 系统软硬件调试
• 5.1 电路板检查和硬件测试模块划分
• 5.1.1 电路板检查
• 5.1.2 确定硬件测试模块划分和调试步骤
• 5.2 80C167CR调试
• 5.2.1 集成开发环境简介
• 5.2.2 地址窗的仲裁
• 5.2.3 地址分配
• 5.2 UART 模块的调试
• 5.3 FPGA模块以及FPGA与C167 通信的调试
• 5.3.1 FPGA开发环境Xilinx Foundation F3.1
• 5.3.2 Xilinx Foundation F3.1 组成和功能
• 5.3.3 FPGA设计流程
• 5.3.4 具体调试
• 5.4 CAN接口模块的调试
• 5.5 光纤模块的调试
• 5.6 RS422 通信调试
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果
• 附录A 阀控制系统电路板实物图