基于dsPIC30F处理器的一种新型保护装置平台的研究.pdf

维普资讯 第34卷 第4期 继 电器 Vo1．34 No．4 lO 2006年2月16日 RELAY Feb．16，2006 基于 dsPIC30F处理器的一种新型保护装置平台的研究 唐妙然，苗世洪，刘沛 (华中科技大学电气与电子工程学院，湖北 武汉430074) 摘要：为满足保护装置快速、可靠的应用要求，提高抗干扰性，文中提 出了基于dsPIC30F数字信号控制芯片 的微机保护装置 ，详细介绍了以dsPIC3OF6014芯片为核心的整体硬件设计方案，针对dsPIC3OF6014芯片的 特点给出了软件上的改进方案，并对该硬件平台下实现以太网通信进行 了论述。 关键词：dsPIC30F； 数字信号控制器； 微机保护； 以太网 中圈分类号 ：TM774 文献标识码：A 文章编号：1003-4897(2006)04-0010-04 l7位的乘法器，一个4O位的ALU，两个 40位的饱 0 引言 和累加器以及一个4O位的双向移位器，芯片运算速 基于单片机或其他系列 DSP的微机保护装置， 度可达20MIPS和 30MIPS，采用单极指令预取机 受芯片功能、速度和结构的限制，硬件设计中往往需 制，在可利用的最大执行时间前一个周期访问指令， 要较多的外围电路，导致装置的整体集成度不高，硬 所以大部分指令的执行都在一个周期完成。 件开发相对复杂，也无法实现真正意义上的总线不 2)改进的指令系统 出芯片的设计，使微机保护装置的可靠性和抗干扰 指令字为24位，指令系统包含 MCU指令集和 能力受 到极 大 的限制…。本文 介 绍 的 基 于 DSP指令集，这两套指令集可以由同一个指令执行 dsPIC30F系列数字信号控制 (DSC)芯片的微机保 单元执行。一个3操作数的指令可以在一个周期内 护装置，具有处理速度快，芯片集成度高，开发方便 完成 ，计算能力得到极大的提高。此外，这些指令对 的特点。 C语言编译器做了专门的优化，采用 C语言编写的 单片机和DSP各有特点，前者的控制功能强， 程序代码效率很高。 后者 的计算能力强，而 Microchip公 司推 出的 3)灵活的存储空问 dsPIC30F系列芯片是一款将单片机与 DSP技术相 程序计数器为23位宽，可以寻址4MX24位的 结合的高性能l6位数字信号控制器。以l6位单片 程序存储空间。数据存储空间可以一分为二，分别 机为核心的dsPIC30F系列芯片不仅具有功能强大 作为x数据区和Y数据区进行访问。对于 DSP指 的外围设备和快速中断处理能力，还融合了可进行 令来说，可以分别对两个数据区进行寻址，对于 高速计算的数字信号处理器。此外，它在异常事件 MCU指令来说 ，数据空间可以整体作为64kX8位 处理，软件开发环境等方面也表现出强大的性能。 进行寻址 。 由于dsPIC30F芯片的内部资源丰富，基于dsPIC30F 4)改进的中断能力 平台开发的保护装置，仅需要很少的外设，在硬件整 dsPIC30F含有最多由62个区分优先级的中断 体设计方案中可以实现总线不出芯片的设计 ，不但 向量组成的异常处理结构，中断优先级分为 7级。 装置的抗干扰性和可靠性能够满足保护在各种环境 这些异常情况包括8个处理器异常和软件陷阱，54 下运行的要求，而且可以提升系统的灵活性，缩短开 个中断。 ’ 发时间，