水輪發(fā)電機(jī)是一種常用的發(fā)電機(jī)，主要是將水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，水輪機(jī)的轉(zhuǎn)軸又帶動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能而輸出。本文是一篇國家級期刊投稿的論文范文，主要論述了水輪發(fā)電機(jī)組最小勵磁控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
　　摘要：本文設(shè)計(jì)以Dsp的Tms320f281芯片為核心的最小勵磁控制系統(tǒng)。首先簡要介紹Tms320f2812芯片，其次重點(diǎn)設(shè)計(jì)芯片電源電路、仿真接口電路、串口接口、基準(zhǔn)電源電路和eCAN通訊接口，該最小系統(tǒng)可以控制中小型水電站勵磁系統(tǒng)，硬件結(jié)構(gòu)簡單可靠，故障概率低，維護(hù)方便。

　　關(guān)鍵詞：DSP,最小系統(tǒng),勵磁控制

　　伴隨著水電站增效擴(kuò)容項(xiàng)目的步伐，水輪發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量進(jìn)行增加，電廠勵磁控制系統(tǒng)信息量全面擴(kuò)大，采集處理數(shù)據(jù)的速度要求全面提升，現(xiàn)以DSP： Tms320f2812為核心控制芯片，設(shè)計(jì)水力發(fā)電最小勵磁控制系統(tǒng) 。

　　Tms320f2812 型號32 位的DSP 芯片是 TI 公司比較新的產(chǎn)品 ，其技術(shù)先進(jìn)、功能強(qiáng)大，用哈佛結(jié)構(gòu)、硬件乘法、流水線技術(shù)、專用信號尋址方式、提高數(shù)據(jù)處理及傳輸能力。其內(nèi)部集成了ADC模塊、EV模塊、SPI串行外設(shè)接口、SCI串行通訊接口、Mcbsp多通道串行、eCAN網(wǎng)絡(luò)控制器、大容量儲存器，簡化硬件電路，30MHz 無源晶振提供核心芯片時鐘 ，Pll 控制寄存器的低 4 位提供Pll 倍頻系數(shù)。芯片 Tms320f2812 CPU工作高頻為150MHz，本電路倍頻系數(shù)設(shè)為5。 基準(zhǔn)電壓ADC 用3V ，ADCrefm、ADCrefp、引腳接 Esr端50m?～1.5?的10μF旁路電容，剩下一端接模擬地，ADCrese-xt接24.9k?偏置電阻 。

　　1 有芯片Tms320f2812構(gòu)成的電源電路

　　隨著半導(dǎo)體制造工藝進(jìn)步和發(fā)展，3.3V、1.8V 低電壓集成電路應(yīng)用更廣， 比傳統(tǒng) 5V 更低、功耗更小、性能更優(yōu)。Tms320f2812 外部 I/O 電壓為 3.3V，內(nèi)核電壓為 1.8V，Tps 系列電源穩(wěn)定性好，這里采用 Tps 系列電源為 Tms320f2812 提供電能。Tps767hd318芯片 為 Tms320f2812 提供電源，原理圖如圖 1所示。

　　工業(yè)專用芯片Tps767hd318，工作范圍-40oC～+125oC溫度段之間，為增加電源芯片散熱速度，采用芯片下方敷設(shè)銅面散熱;電流經(jīng)電容 C5 濾波，由 Tps767hd318 輸出1.8V 和3.3V 電壓，3.3V 電源為 Tms320f2812 提供內(nèi)核及I/O接口電壓。

　　2 仿真器接口設(shè)計(jì)

　　圖 2為 14 腳 JTAG 插頭圖，目標(biāo)層Ti調(diào)試接口用五個標(biāo)準(zhǔn)的 IEEE1149.1信號Trst，Tck，Tms，Tdi，Tdo及兩個擴(kuò)展口Emu0，Emu1，可把目標(biāo)連接至掃描控制器，插頭要測試時鐘返回信號Tck_ret，電源Vcc和地，Tck_ret 是掃描控制器的測試時鐘，在許多系統(tǒng)中，會把 TEK_RET 接 Tck 用作測試時鐘，Emu0 、 Emu1 接上拉電阻，可以仿真。

　　3 Tms320f2812 串口

　　串行通信接口Sci 是雙線異步串口， Tms320f2812 使用這種串口，Sci接口支持 CPU，并可與non-return-zero格式外圍設(shè)備通信，Sci 接收發(fā)送器各有FiFo，減少了空間服務(wù)，有獨(dú)立的使能位、中斷位，半雙工通信模式獨(dú)立操作，全雙工通信模式可進(jìn)行操作，Scia 引導(dǎo)代碼可選擇 Sci-a 啟動，電路圖如圖 3所示，圖中C33，C34，C35，C36，C37 濾波電容;串口芯片MAX3232，用 3.3V電源供電，也可與DSP引腳相接供電。

　　4 基準(zhǔn)電源

　　系統(tǒng)用2V電壓作為基準(zhǔn)電壓，可用Ref19x 提供基準(zhǔn)電壓，該電源可在-40oC～80oC范圍工作，電壓經(jīng)10μF，0.1μF濾波電容后，輸出接1μF 、0.1μF 濾波電容，Sleep 引腳接VIN 工作，如圖4所示。

　　5 Tms320f2812芯片通訊用eCAN

　　Tms320f2812 用eCAN模塊，據(jù)CAN2.0 標(biāo)準(zhǔn)兼容性， 可制定協(xié)議在電子噪聲時與控制器進(jìn)行通信， eCAN 模塊提供通用性、魯棒性串行通信，考慮兼容性問題，用Sn65hvd251 芯片，通信速度1Mbps，C38濾波電容， R6限流電阻，如圖5所示。

　　6 結(jié)語

　　本文設(shè)計(jì)的最小勵磁控制系統(tǒng)，電源通用性較好，系統(tǒng)電路較為簡單，通訊和存儲都可以滿足中小型電站機(jī)組使用，在所有DSP勵磁控制系統(tǒng)中將硬件電路簡化都最小范圍，為后期維護(hù)、檢修提供方便。

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　　工程師論文發(fā)表期刊推薦《電子技術(shù)應(yīng)用》雜志以應(yīng)用為主，堅(jiān)持技術(shù)與應(yīng)用，產(chǎn)品與研發(fā)，產(chǎn)業(yè)與市場相結(jié)合的辦刊宗旨�？�載與計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、通訊技術(shù)及集成電路應(yīng)用技術(shù)相關(guān)的創(chuàng)新、實(shí)用文章。以專業(yè)的視角，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，科學(xué)的數(shù)據(jù)向讀者提供第一手的應(yīng)用方案，技術(shù)趨勢及產(chǎn)品信息。每年刊出各類技術(shù)文章三千余篇，得到電子行業(yè)廣大工程技術(shù)人員銷售人員及廠商的關(guān)注。

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