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基于ARM S3C44BOX的电力系统微机保护装置应用设计

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基于ARM的微伏信号在线监测系统设计.

基于ARM的微伏信号在线监测系统设计.

基于ARM的微伏信号在线监测系统设计摘要：本文介绍了基于32位ARM芯片S3C44B0X的微伏信号在线监测系统设计。

本设计采用三运放差动放大电路实现了对微伏信号的前置放大；采用μClinux操作系统和MicroWindows图形用户界面实现了数据显示、人机交互和故障自动报警的功能。

本设计的应用为实现微伏信号在线监测提供了一种体积小、功耗低、操作灵活的解决方案。

关键词：微伏信号检测；ARM；差动放大；图形用户界面；1引言在线监测系统中，待测信号幅值在50μV左右，而背景噪摘要：本文介绍了基于32位ARM芯片S3C44B0X的微伏信号在线监测系统设计。

本设计采用三运放差动放大电路实现了对微伏信号的前置放大；采用μClinux操作系统和MicroWindows图形用户界面实现了数据显示、人机交互和故障自动报警的功能。

本设计的应用为实现微伏信号在线监测提供了一种体积小、功耗低、操作灵活的解决方案。

关键词：微伏信号检测；ARM；差动放大；图形用户界面；1 引言在线监测系统中，待测信号幅值在50μV左右，而背景噪声幅值在50mV以上，用一般的采集和测量系统无法准确检测该信号。

针对被背景噪声覆盖的微小信号，采用滤波降噪和差分放大手段，提高信噪比，保证待测信号能被准确采集；采用基于ARM核的32位微处理芯片S3C44B0X和基于μClinux操作系统的嵌入式图形用户界面MicroWindows，完成实时显示测量结果和实现故障自动报警，同时具有体积小、功耗低、操作灵活的特点，为实现微伏信号在线监测功能提供了一种良好的解决方案。

2 系统硬件设计整个微伏信号在线监测系统硬件主要分为两个部分，即前置放大电路和基于ARM的数据采集与显示电路，如图1所示。

图1 系统方案示意图2.1 前置放大电路待测信号幅值为50μV，而背景噪声幅值在50mV以上，SNR（信噪比值）在1/1000以下，所以必须根据信号特点进行降低噪声功率，提高信噪比。

微机保护__35KV输电线微机保护装置设计

微机保护__35KV输电线微机保护装置设计

课题名称：35KV输电线微机保护装置设计学院：电气工程学院专业班级：姓名：学号：指导老师：摘要 (4)第1章绪论 (5)1.1研究的目的和意义 (5)1.2国内外发展情况 (6)第2章线路保护装置的原理与算法 (7)2.1 线路保护基本原理 (7)2.1.1 三段式过电流保护 (7)2.1.2 方向电流保护 (8)第3章系统硬件电路设计 (11)3.1 主控制器 (12)3.2 模拟量采样电路 (13)3.2.1 电流互感器 (13)3.2.2 电压互感器 (14)3.2.3 低通滤波电路 (14)3.2.4功率因数测量电路 (15)3.3 采集电路 (15)3.4 输出及报警电路 (15)3.4.1开关量输出电路 (15)3.4.2 报警电路 (16)3.5 LCD显示电路 (16)3.6 通讯电路 (16)3.7 供电电源 (17)3.7.1 微处理器供电电路 (17)3.7.2 放大器供电电路 (17)第4章系统软件设计 (18)4.1 软件系统构成 (18)4.2 监控系统设计 (19)4.2.1 监控系统实现的功能 (19)4.2.2 监控系统程序设计 (19)4.3 保护功能程序设计 (20)4.3.1 数据采集系统软件设计 (20)4.3.2 故障处理系统软件设计 (21)结论 (23)参考文献 (24)摘要在电力系统中，输电线路是最重要的部分，因此，对输电线路的保护对于整个电力系统的稳定运行有非常重要的意义。

继电保护装置是一种反映电力系统故障和不正常运行状态、并且作用于断路器跳闸和发出告警信号的设备，随着电力工业的发展和电压等级的不断升高，对微机保护装置的要求也越来越高，继电保护装置是保证电力系统安全运行和提高电能质量的重要工具, 随着变电站综合自动化技术的发展及其推广应用，微机保护装置已成为电力部门的普遍要求。

本文的主题是35KV线路保护装置设计，首先介绍了研究该装置的目的和意义、国内外的发展情况，并详细介绍了保护装置的原理与算法。

基于ARM7TDMI的S3C44BOX嵌入式微软处理器技术69页PPT

基于ARM7TDMI的S3C44BOX嵌入式微软处理器技术69页PPT

56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉Hale Waihona Puke 60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
基于ARM7TDMI的S3C44BOX嵌入式 微软处理器技术
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生

基于S3C44BOX的远程监测系统的设计与实现

基于S3C44BOX的远程监测系统的设计与实现

基于S3C44BOX的远程监测系统的设计与实现
童菲;周又玲
【期刊名称】《电子设计应用》
【年(卷),期】2006(000)003
【摘要】本文所论述的基于S3C44B0X的远程监测系统是SJY-1发电机射频监测仪的组成部分之一,具备数据采集、存储及无线通信等功能,支持SMS传送和PC联机传送两种通信方式,支持告警功能.实验结果表明,该系统实时性好,性能可靠,实用性强.对于设计通信数据量较小的远程监测系统具有良好的推广和应用价值.
【总页数】4页(P116-119)
【作者】童菲;周又玲
【作者单位】华东理工大学电子与通信工程系;华东理工大学电子与通信工程系【正文语种】中文
【中图分类】TN7
【相关文献】
1.基于S3C44BOX控制的蓝牙音频网关设计与实现 [J], 刘蓓;嵇启春
2.基于微处理器S3C44BOX的嵌入式电网监测系统的设计与实现 [J], 刘冬明;李正明;刘军良;孙俊
3.基于S3C44BOX的协议转换器的设计与实现 [J], 李远静;胡浩
4.基于霍尔电流传感器的短波发射机马达工作电流远程监测系统的设计与实现 [J], 刘银海
5.基于IoT-cloud和B/S架构的心电远程监测系统的设计与实现 [J], 刘世杰;李正;宋孝婷;宾光宇
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第六章 基于S3C44B0X的嵌入式系统应用开发实例

第六章 基于S3C44B0X的嵌入式系统应用开发实例

本章主要内容
• 6.10 S3C44B0X A/D转换器功能及应用开发 • 6.11 S3C44B0X RTC（实时时钟）功能及应 用开发 • 6.12 S3C44B0X看门狗定时器功能及应用开发 • 6.13 S3C44B0X IIC总线接口功能及应用开发 • 6.14 S3C44B0X IIS总线接口功能及应用开发 • 6.15 S3C44B0X SIO接口功能及应用开发 • 6.16 基于S3C44B0X的S3CEV40开发介绍 • 6.17 S3CEV40启动程序设计 • 6.18 USB接口功能开发实例 POET
POET
六、带PWM的定时器（脉宽可调制）
• 5个16位带PWM的定时器 • 1个16位基于DMA或基于中断的内 部定时器； • 可编程的工作周期、频率和极性； • 死区（Dead-zone）产生器； • 支持外部时钟源。
POET
七、实时时钟RTC • 全时钟特点：毫秒、秒、分、时、天、 星期、月、年； • 运行于32.768KHz； • CPU唤醒的警告中断； • 时间滴答（Time tick）中断。 八、通用输入／输出端口 • 8个外部中断端口； • 71个（多功能）复用输入／输出口。
6.1.2 Samsung S3C44B0X特点
一、S3C44B0X体系结构
• S3C44B0X是基于ARM7TDMI的体系结 构。
POET
• 支持大、小端模式（通过外部引脚来选择）； • 地址空间：包含8个地址空间，每个地址空间的大小为 32M字节，总共有256M字节的地址空间； • 所有地址空间都可以通过编程设置为8位、16位或32位宽 数据对准访问； • 8个地址空间中，6个地址空间可以用于ROM、SRAM等 存储器，2个用于ROM、SRAM、FP/EDO/SDRAM等存 储器； • 7个起始地址固定及大小可编程的地址空间； • 1个起始地址及大小可变的地址空间； • 所有存储器空间的访问周期都可以通过编程配置； • 提供外部扩展总线的等待周期； • 在低功耗的情况下支持DRAM/SDARM自动刷新； POET • 支持地址对称或非地址对称的DRAM。

第4章基于S3C44b0x嵌入式系统应用开发实例

第4章基于S3C44b0x嵌入式系统应用开发实例

;//
| | | | | | |-
Bank1 = 8bit PDIUSBD12
;//
| | | | | |---
Bank2 = 8bit Nand Flash
;//
| | | | |----
Bank3 = 16bit RTL8019
;//
| | | |-----
Bank4~5 = 8bit No Uesd
(B2_Tah<<4)+(B2_Tacp<<2)+(B2_PMC))
;//GCS2
DCD ((B3_Tacs<<13)+(B3_Tcos<<11)+(B3_Tacc<<8)+(B3_Tcoh<<6)+(B3_Tah<<4)+
(B3_Tacp<<2)+(B3_PMC)) ;//GCS3
DCD ((B4_Tacs<<13)+(B4_Tcos<<11)+(B4_Tacc<<8)+(B4_Tcoh<<6)+(B4_Tah<<4)+
S3C44B0X存储控制器功能及应用描述
➢BANK0总线宽度 BANK0（nGCS0）的数据总线宽度可以配置为8位、 16位或32位。因为BANK0为启动ROM（映射地址为 0x00000000）所在的空间，所以必须在第一次访问 ROM前设置BANK0数据宽度，该数据宽度是由复位后 OM[1:0]的逻辑电平决定的
优点：技术成熟，存储容量大，价格便宜
缺点：功耗大，存取速度慢，体积大，震动
半导体存储器

基于S3C44B0X的嵌入式系统应用开发实例

160LQFP/160FBGA。
6.1.3 S3C44B0X功能结构框图
S3C44B0X的体系结构的功能框图如图6-1所示。
图6-1 S3C44B0微处理器体系结构框图
6.1.4 S3C44B0X引脚信号描述
S3C44B0X引脚按以下几种功能详细 列表描述信号功能。
一、总线控制信号S3C44B0的X总线控制信号的引脚
八、通用输入／输出端口

九、UART
2个基于DMA或基于中断的UART； 支持5位、6位、7位、8位串行数据传送/ 接收； 在传送/接收时支持硬件握手； 波特率可编程； 支持IrDA 1.0（115.2kbps）； 用于回环测试模式； 每个通道有2个用于接收和发送的内部32 字节FIFO 。
6.2.2 S3C44B0X存储器空间划分简述
1. 2. 特殊功能寄存器位于0x01C00000到 0x02000000的4M空间内； Bank0-Bank5的起始地址和空间大小都是 固定的； Bank6的起始地址是固定的，空间可以配 置为2/4/8/16/32M。参考表6-16可访问区域 4M特殊功能寄存器 Bank7的空间大小和Bank6一样是可变的， 也可以配置为2/4/8/16/32M。
二、DRAM/SDRAM/SRAM
三、LCD控制信号
四、TIMER/PWM控制信号
五、中断控制信号
六、DMA控制信号的引脚
6.2 S3C44B0X存储控制器功能及应用开发
6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4
S3C44B0X存储控制器概 S3C44B0X存储器空间划分简述 S3C44B0X存储控制器功能描述 S3C44B0X存储控制器的特殊功能 寄存器 6.2.5 S3C44B0X存储器应用编程

基于ARM微处理器的嵌入式以太网接口设计(1).

基于ARM微处理器的嵌入式以太网接口设计 (1)电子设备日趋网络化的背景下，作为目前广泛使用的以太网以及TCP/IP 协议已经成为事实上最常用的网络标准之一，它以高速、可靠、分层以及可扩充性使得它在各个领域的应用越来越灵活，很多情况下运用以太网和TCP/IP，能够简化结构和降低成本。

但是，目前关于嵌入式以太网的设计方案不是很多，在这不多的方案中，大多是基于单片机或DSP 的。

两者都存在要外扩很多外设的问题，并且前者速度太慢，后者成本又太高，这在一些对设电子设备日趋网络化的背景下，作为目前广泛使用的以太网以及TCP/IP 协议已经成为事实上最常用的网络标准之一，它以高速、可靠、分层以及可扩充性使得它在各个领域的应用越来越灵活，很多情况下运用以太网和TCP/IP，能够简化结构和降低成本。

但是，目前关于嵌入式以太网的设计方案不是很多，在这不多的方案中，大多是基于单片机或DSP 的。

两者都存在要外扩很多外设的问题，并且前者速度太慢，后者成本又太高，这在一些对设备尺寸要求很小的场合是不行的。

本设计中，采用了基于ARM内核的微处理器S3C44BOX为基础的嵌入式系统与10MB 以太网控制芯片RTL8019AS 的接口电路和实现方法。

S3C44BOX芯片的介绍S3C44BOX 是基于ARM7TDMI 内核的16/32位RISC处理器。

功能强大，目前已广泛应用于手持设备、因特网设备、网络、调制解调设备等领域。

其主要特点如下。

1)拓展存储控制器(带FP/EDO/SDRAM 控制器，片选逻辑)。

2)8KBCache/SRAM。

3)LCD控制器(可直接控制DSTN/STN 的各种灰度/256 彩色LCD 屏，最大支持分辨率为1600 1 600)。

4)2通道UART，波特率可高达115200B/s，并内置16字节FIFO，同时兼容Irdal.0规范。

5)I2C和I2S接口(音频数据接口)。

6)71个通用I/O 端口和8 个外部中断。

基于S3C44B0X的嵌入式系统应用开发实例

•
•4、S3C44B0X支持的扫描模式 •4位单扫描 •4位双扫描 •8位单扫描
•
5、LCD控制寄存器
• S3C44B0X LCD处理器所包含的可编程控制寄存器共有18个
。
•
•6、LCD CONTROLLER SPECIAL REGISTERS(P371) •LCD Control 1 Register
•
•1
•2
•3 •4 •5
•
•MEMORY CONTROLLER SPECIAL REGISGERS
•1. BUS WIDTH & WAIT CONTROL REGISTER (BWSCON) • 实验P128、教材302 •2. BANK CONTROL REGISTER (BANKCONn: nGCS0nGCS5)
•If the F-bit of PSR (program status register) is set to 1, the CPU does not accept the FIQ.
•If I-bit of PSR is set to 1, the CPU does not accept the IRQ. •(2)中断模式Interrupt Mode(INTMOD)
•
•非矢量中断处理方式
• 非矢量中断处理模式是一种传统的中断处理方法。 • 当系统产生中断的时候，系统将interrupt pending寄存器中对 应中断的标志位置位，然后跳转到位于0x18处的统一中断处理函数 中，该中断函数通过读取interrupt pending寄存器来判断中断源， 并根据优先级关系再跳转到对应中断源的处理代码内。
屏，最大支持分辨率为1600*1600）
•2 通道UART，波特率可高达115200bps，并内置16Byte FIFO。

S3C44B0X硬件结构及功能


存储地址引脚
A0 A1 A2 A3 ┇
8位数据总线下的 S3C44B0X地址
A0 A1 A2 A3 ┇
16位数据总线下的 32位数据总线下的 S3C44B0X地址 S3C44B0X地址
A1
A2
A2
A3
A3
A4
A4
A5
┇
┇
3、典型系统中存储器的分配情况
典型系统中存储器分配情况如表4—5所示。 只要将CPU上的相应Bank连线接到外设芯片的片选 引脚上，便可以根据相应的地址进行存储器或外设操作了。
⑤ 采用触发式的传输模式以提高FPDAM， EDODRAM和SDRAM的数据传输速率。
⑥ 支持在外部设备到存储器和存储器到外部设备之间 采用fly-by模式。
(11)A/D转换器。 S3C44BOX的A/D转换器特性如下： ① 8通道的ADC； ② 最大100KSPS/10位。 (12)LCD控制器。 S3C44BOX的LCD控制器特性如下： ① 支持彩色/黑白/灰度LCD屏； ② 支持单路扫描和双路扫描； ③ 支持虚拟显示屏功能； ④ 系统存储器用来作为显示存储器； ⑤ 用专门的DMA从系统存储器中获得图像数据； ⑥ 可编程的屏幕大小； ⑦ 灰度等级：16级灰度； ⑧ 256种颜色。
S3C44BOX通过提供全面的、通用的焉上外设， 大大减少了系统中除处理器以外的元器件配置，从而使 系统的成本大为降低。
S3C44BOX集成的各种片上功能如下： ➢ （1）2.5V ARM7TDMI内核，带有8KB Cache； ➢ （2）可选的内部SRAM； ➢ （3）LCD控制器（最大支持256色DSTN，LCD具 有专用DMA）； ➢ （4）2通道UART带有握手协议（支持IrDA1.0， 具有16-byte FIFO）； ➢ （5）1通道SIO； ➢ （6）2个通用DMA； ➢ （7）2个外设用DMA，具有外部请求引脚；
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（)） 模拟输入电路的设计 模数变换采用了 %./ 变换方式， 电路图如图 )。
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这是一个模拟量采集的工作电路， 采集的信号 经过光电隔离处理， 使输入回路和输出回路既无电 的联系， 也无磁的联系， 从而起到很好的抗干扰和隔 离作用。 图 0 为一个 ,)#0 计数器与 /12 的接口电路图。 有一点需要说明， 由于 ,)#0 是 # % 的 !-34 器件， 其 输出电平 ! 56 7 )8 ’ %， ! 59 7 *8 ’ %。 :;- 40/’’<3= 也是 /-34 器件， 其输入电平是 ! >6 7 )?&’ %， ! >9 7 所以电平不匹配， 各相输出接口均需要接 (* *?&& %， 方能直接与接口相连。 @! 的电阻下拉后，
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本设计在 234 芯片 5,600789 内嵌入了 :6;’(< 实现了实时的多任务操作， 在该系统 := 操作系统， 上， 每个任务都设有一个优先级， 实时操作系统根据 各个优先级， 动态地切换各个任务， 保证实时性。内 置 >6? @ A? 协议栈， 具有良好的网络通信能力。在此 系统上开发程序， 大大加快了软件设计的进程。 保护程序主要有微机保护主程序、 采样中断服 务程序和故障处理程序。微机保护的主程序主要包 括初始化、 自检、 开中断与等待中断以及循环自检 等。采样中断服务程序主要包括采样与计算， >B、 >2 断线自检和保护启动元件 , 个部分。故障处理 程序包括保护软压板的投切检查、 保护定值比较、 保 护逻辑判断、 跳闸处理程序和后加速部分。另外还
煤 矿 机 械 ・ () ・ ("") 年第 !! 期 " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "
（*） （,） （0）
本文介绍用 234 芯片 5,600789 设计微机保 护装置的优点以及 ,* 位 234 处理器实现的微机保 护装置的方法。用 ,* 位 234 处理器来实现微机保 护装置具有许多优势， 随着 234 越来越广泛的应 用， 其应用前景也非常美好， 对今后微机保护的研究 和发展都有着重大的意义。
（0） 开关量输入输出回路的设计 当外部的开关信号经过接线端子引入时， 要通
万方数据 过光电耦合器实现隔离，其电路图如图 ’。接口部
*!!F 年第 ## 期
"
基于 234 5,600789 的电力系统微机保护装置应用设计— — —高正中， 等 （ $&’ $%& & !" % ! &## $&( &’( & !" ） （#） 可以很容易地利用 6 语言编程实现。 " 结语
文章编号： （("")） !""#$"%&’ !!$""()$"#
基于 *+, -#.’’/01 的电力系统微机保护装置应用设计
高正中，徐 军 （山东科技大学，山东 青岛 (22)!"）
要：介绍 *+, 芯片 -#.’’/01 设计微机保护装置的优点， 以及 #( 位 *+, 处理器实现的 微机保护装置的设计， 包括硬件系统构建、 微机保护算法以及微机保护程序。硬件主要有 .34 主 系统、 模拟量输入电路设计、 开关量输入输出回路的设计、 人机对话接口设计、 通信接口的设计以及 电源设计； 保护算法采用傅氏算法； 软件设计包括微机保护主程序、 采样中断服务程序和故障处理 程序等。 关键词：微机保护装置；*+,； -#.’’/01； 5.67859 操作系统 中图号： :,%2 ! 前言 微机保护装置广泛应用在电力系统和变电站 中， 构成了供配电综合自动化。供配电综合自动化 系统能够大大地提高整个电网运行的安全性和经济 效益。随着计算机技术的迅速发展， 供配电综合自 动化控制系统的微机化进程越来越快， 微机化将是 我国电力系统综合自动化控制系统的发展方向。本 文介绍用 #( 位的单片机 *+, -#.’’/01 设计的电 力系统微机保护装置。 文献标识码： / " 保护装置总体设计 硬件设计 微机保护装置的系统框图如图 ! 所示。 （!） .34 主系统设计 .34 主 系 统 微 机 计 算 部 分 由 *+, 芯 片 -#.’’/01 与外部扩展的 -<+*, 和 =>*-? 组成。 由于系统内部嵌入 5.67859 操作系统， 并且进行 着复杂的数据处理和浮点运算以及对数据库的操 作， 需要较大的内存。本系统选用了 ?@4A<*B 公司
图 $ %#&$ 计数器与 /12 的接口电路 !"# "$ 12( "3’(*0.,( ,"*,+"’ /0 ,)#0 ,/+3’(* .34 /12
实现滤波， 因而不受温度影响， 也不存在元件老化和 负载阻抗匹配等问题， 提高了装置的可靠性和稳定 性。 傅氏算法的基本原理是提取电流、 电压中的基 频分量。以电流输入信号为例， 如果电流
摘
";!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 最后程序计算的结果为 一种简单的在 M7N5J6 . O O 中调用 ,*:>*/ 引擎进行 有限元分析计算的程序设计方法。需要说明的是： ! ( D " " "’% 2!& "’% 2!& "’% 2 ! D " " "!’ (E) %!’ (E) %!’ # 对于一些对象进行有限元计算时， 为了获得可靠的 ( C 计算结果， 需要将对象分解为更多的单元， 这时的整 ! # D " " !)( #E" &)( #E" &)( 体刚度矩阵规模更大一些。 ! D " " "!& "’% 2!& "’% 2!&
收稿日期： ("")$"’$")
!"#"$% &’%(%#$ )*’+,’*$"-# ./"#0 ,*:>*/ &#0"#% "# M7N5J6 . O
12. 1%#0 D 3*-， 456 7" D ’"# （*8U57 487YFIN7HK Z[ -X7F8XF \ :FXU8Z6ZGK， ?5J78J8 (#(""!， .U78J）
（线性方程的参数） 要通 ,*:>*/ 环境中的参数 过 ,*:>*/ 引 擎 库 函 数 F8G35H*IIJK 输 入， ,*:>*/ 计算的结果要通过 ,*:>*/ 引擎库函数 F8GLFH*IIJK 输入到 M7N5J6 . O O 环境中去。该计算模块的计算程 序代码只有 #" 句， 非常简洁。 # 结语 这里以求一方形截面梁的末端挠度为例来说明
参考文献：