基于ARM和嵌入式以太网技术的微机保护装置的研究

论文摘要

目前运行的微机保护装置的CPU大多数还是采用16位单片机,由于其处理速度慢,不易实现更强的保护功能。软件上大多还是采用汇编语言编程,并且还是采用传统的线性程序流程,不便于软件的升级和维护。本文在充分分析和吸收当前微机保护装置的先进技术和经验后,设计了一种基于ARM和嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的微机线路保护测控装置。本装置的硬件上采用ARM加MCU的双CPU结构,以Philips公司的ARM微处理器LPC2292为控制核心,实现保护、测量和通信功能,以P89C668H单片机实现人机接口功能。本装置的软件是基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的。本文首先介绍了μC/OS-Ⅱ的一些基本概念之后,重点阐述了其在LPC2292上的移植。软件部分在介绍了装置的保护配置和采取的算法之后,详细介绍了基于μC/OS-Ⅱ平台的应用程序的任务划分和设计。本文所研制的微机保护测控装置在总体方案和设计思想上有新意,运行结果表明该方案是能够满足保护的基本要求的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 变电站微机保护装置概述
• 1.2 嵌入式系统概述
• 1.2.1 嵌入式系统的硬件
• 1.2.2 嵌入式系统软件
• 1.3 嵌入式以太网技术介绍
• 1.4 本论文研究的意义
• 第二章 微机保护装置的硬件电路设计
• 2.1 总体方案
• 2.2 保护 CPU选择
• 2.2.1 LPC2292简介
• 2.3 数据采集模块设计
• 2.3.1 滤波电路
• 2.3.2 交流变换电路
• 2.3.3 AD转换电路
• 2.4 开关量输入输出模块
• 2.5 电能测量部分
• 2.6 人机接口模块
• 2.6.1 液晶显示
• 2.6.2 键盘
• 第三章 嵌入式以太网设计
• 3.1 硬件设计
• 3.1.1 RTL8019AS简介
• 3.1.2 ARM与8019的接口
• 3.2 以太网驱动程序的设计
• 3.2.1 芯片的初始化
• 3.2.2 发送数据包
• 3.2.3 接收数据包
• 3.3 8019的中断
• 第四章 嵌入式系统设计
• 4.1 μC/OS-Ⅱ介绍
• 4.2 μC/OS-Ⅱ的移植
• 4.2.1 μC/OS-Ⅱ对处理器的要求及其结构
• 4.2.2 μC/OS-Ⅱ在 LPC2292上的移植
• 4.2.3 测试移植代码
• 第五章 系统软件分析设计
• 5.1 保护设计
• 5.2 保护算法
• 5.3 保护判据
• 5.4 程序设计
• 5.4.1 总体设计
• 5.4.2 分任务设计
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献