毕业的设计小电流接地选线系统数据采集卡的软件的设计.doc

小电流接地选线系统数据采集卡的 软件设计 摘 要 随着电力系统的发展，小电流中性点非有效接地系统的故障选线显得越来越重要。尤其是前向通道的数据采集系统，要求实现快速、准确采集。 以美国Cygnal公司的C8051F020单片机为主CPU，重点介绍了小电流中性点非有效接地数据采集系统的设计。由于C8051F020新增了12位A/D、交叉开关、JTAG和两个全双工UART等功能，使数据采集准确、有效，且很好的降低了设计成本。 系统将采集来的PT/CT经过前向通道的有效处理并存储，当GPS接收器收到上位机命令时，将有效数据采用GSM方式传输给后向处理系统，以便及时、准确发现并处理小电流接地故障。 关键词:数据采集;C8051F020;A/D转换;FFT;GPS;GSMSoftware Design of Data Acquisition Card for an Unearthed Medium Voltage Line-selection Network Abstract As the development of the Power Station,the measured faults in an unearthed medium voltage network becomes more and more important .Especially for the data acquisition,it must be fast,accurate and efficient. Based on the Cygnal C8051F020 MCU,the thesis lay particular emphasis on the data aqusition in an unearthed medium voltage network.Because C8051F020 has 12 bits A/D,cross-switch,two full duplex UART and JTAG,data acquisition becomes more efficient,at the same time the cost of the design can be reduced. The system acquisit the PT/CT then deal with it and store it,when GPS receives the order of the host computer,the single-chip computer send the data to the host computer by GSM mode in order to find and deal with the measured faults in an unearthed medium voltage line-selection network efficiently and accurately. Key words:data acquisition;C8051F020;A/ D conversion;FFT;GPS;GSM目 录 摘 要 I Abstract II 1 绪 论 1 1.1 课题研究的背景及意义 1 1.2 国内外研究的动态 2 1.3 本文主要研究内容及目标 2 2 系统设计基础 3 2.1 集成运算放大器 LM324 3 2.2 MAX7400滤波 3 2.3 C8051F020单片机介绍 5 2.4 电源转换 8 2.5 GSM模块简介 8 2.6 GPS模块简介 10 3 系统组成原理及硬件设计 12 3.1 小电流接地选线系统数据采集卡原理框图 12 3.2 小电接地选线系统数据采集卡的系统组成 12 3.3 硬件电路的设计 13 4 软件设计 16 4.1 主程及初始化程序框图 16 4.2 测8次PT周期的软件设计 17 4.3 对8组PT周期求平均的软件设计 18 4.4 求采样值的软件设计 19 4.6 CT信号A/D转换的软件设计 21 4.7 FFT 22 4.8 GSM模块介绍 23 4.9 交叉开关配置和串口分配 25 5系统的抗干扰 26 5.1 单片机系统中硬件抗干扰设计 26 5.2 单片机系统中的软件抗干扰设计 26 6 软硬件调试 27 6.1 调试环境 27 6.2 调试步骤 28 6.3 调试过程中出现的问题 28 7 经济技术分析 29 7.1 技术分析 29 7.2 经济分析 29 结 论 30 参考文献 31 致 谢 34 附