电力调度操控体系包含遥测、遥信、遥调、遥控四部分，数据收集归于遥测部分。电力调度操控体系一般在现场收集四路电信号进行转化处理。整个体系发动后需求进行一系列的加、减、乘、除、平方、开方运算，这不只需求ＣＰＵ的处理速度要快，并且对Ａ／Ｄ转化的速度也提出了必定的要求。因而，有必要寻觅一种转化速度快、精度高、简单操控的转化器来完结体系的模／数转化。ＭＡＸ１１５是面向１６位和３２位微处理器规划的８通道逐次迫临型Ａ／Ｄ转化器。相对于其它多通道Ａ／Ｄ转化器来说？ＭＡＸ１１５的长处在于能够完结真实的多通道同步采样，因而能够很好地运用在分布式ＲＴＵ体系中。
ＭＡＸ１１５内部含有四个同步采样／坚持放大器和四个二选一电路？具有８个独自的输入？？每个通道的转化速度为２μｓ，采样速率为３９０ｋｓｐｓ（单通道）、２１８ｋｓｐｓ（双通道）、１５２ｋｓｐｓ（３通道）、１５２ｋｓｐｓ（４通道）输入模仿电压为：±５Ｖ，各通道均有过压保护功用（±１７Ｖ），一起片内含有２．５Ｖ参阅电压和可编程时序发生器，此外， ＭＡＸ１１５还带有高速并行ＤＳＰ接口，器材内部可提供１０ＭＨｚ时钟。
１ ＭＡＸ１１５的作业原理
ＭＡＸ１１５内部含有一个逐次迫临型Ａ／Ｄ转化器和四个采样／坚持放大器？每个采样／坚持放大器均与一个二选一开关相连。因而，ＭＡＸ１１５共有８个输入通道，经过对内部时序发生器的编程能够运用Ａ、 Ｂ两组采样／坚持放大器中的一组对一路到四路输入进行同步监督，其成果存储在片内ＲＡＭ里。
２ ＭＡＸ１１５的根本操作
２．１ 通道挑选
ＭＡＸ１１５的输入数据线Ａ０～Ａ３的高两位与输出数据线Ｄ０～Ｄ１１的低两位经过三态门复用，向Ａ０～Ａ３写入数据可操控８个通道的选通。ＭＡＸ１１５共有８种转化形式及一个节电形式。体系上电后，默许ＣＨ１Ａ为转化通道，也能够经过向Ａ０～Ａ３写操控字来选通转化通道。芯片的通道挑选如表１所列。
表1 MAX115的通道挑选方法
向ＭＡＸ１１５输入转化指令时，应将ＣＳ拉低并对Ａ０～Ａ３数据线编程。然后再给ＷＲ一个低脉冲，编程指令在ＷＲ或ＣＳ的上升沿被锁存。这时模数转化器做好了转化的预备。一旦转化程序开端履行，模数转化器将在指定方法下接连履行转化，直到从头编程或断电停止。
２．２ 模数转化的发动
挑选了转化通道后，再给ＣＯＮＶＳＴ一个低电压，芯片将发动Ａ／Ｄ转化进程。尔后，模仿输入将在ＣＯＮＶＳＴ上升沿被采样，此刻因为采样／坚持放大器被置成坚持形式，附加的ＣＯＮＶＳＴ脉冲被疏忽，因而在最终的转化完结曾经，电路不能进行新的转化。若是单通道转化，那么Ａ／Ｄ转化完毕后，中止信号ＩＮＴ将变低以指示转化已完结。若是多通道转化，则最终一个通道Ａ／Ｄ转化完毕后， ＩＮＴ才变低。这种形式下，测验体系能够经过监督ＩＮＴ信号来检测转化是否完毕。
２．３ 读数据
数据是以次序方法来读取的。单通道作业只需履行一次读操作，而在多通道时，在ＲＤ脚上接连加脉冲就能次序获得ＣＨ１－ＣＨ４的转化成果。接连读时，ＣＳ要坚持低电平。不管芯片作业在何种方法，在进行了四次读操作后，其内部地址指针都会从头指向ＣＨ１。ＣＯＮＶＳＴ被置低时，内部地址指针也会从头指向ＣＨ１。
２．４ 时钟
ＭＡＸ１１５内部含有频率为１０ＭＨｚ的时钟电路，把ＣＬＫ管脚接到ＤＶｄｄ上可激活内部时钟（内部时钟树立时刻一般为１６５μｓ）。也可在ＣＬＫ上树立一个占空比为３０％～７０％的外部时钟信号。本体系采用了ＭＡＸ１１５的内部时钟。
因为ＭＡＸ１１５一起具有采样／坚持和Ａ／Ｄ转化功用，所以只需将被测信号标准化后引进ＭＡＸ１１５的四个通道引脚，然后经过软件设置就可完结采样／坚持功用。在采样／坚持信号后，经过软件对ＭＡＸ１１５的转化管脚进行操控即可完结转化功用。
３ 电网数据的核算处理
电力调度操控体系中电压有用值、电流有用值的核算公式如下：
上两式中，ｎ为一个周期内的采样次数，ｕ０～ｕｎ－１和Ｉ０～Ｉｎ－１分别为一个周期内各点电压和电流的采样值。因为实践变电站中的供电网络是三相交流电，因而需求核算的有用值为三相电的线电压有用值Ｕａｂ、Ｕｃｂ和线电流有用值有Ｉａ、Ｉｃ。运用Ｕａｂ、Ｕｃｂ和Ｉａ、Ｉｃ可核算出体系的有功功率Ｐ和无功功率Ｑ。公式如下：
要处理这么巨大的核算，运用一般的八位单片机一般难以满意体系的实时性要求。本体系运用的是十六位单片机８０Ｃ１９６ＫＢ。与八位单片机比较，十六位单片机克服了累加器瓶颈问题，它在内存中拓荒出２３２个字节的空间作为通用寄存器运用，增加了数据存取的自由度，大大进步了作业效率。并且这些通用寄存器能够按字节、字、双字存取，这也给核算带来了很大便利。别的，８０Ｃ１９６ＫＢ的指令周期可达１２５ｎｓ，比八位单片机的１μｓ快得多。
４、硬件电路
４．１ ＭＡＸ１１５与８０Ｃ１９６ＫＢ的接口规划
ＭＡＸ１１５和８０Ｃ１９６ＫＢ的接口电路如图１所示，图中的ＭＡＸ１１５需求正、负电源供电。此外，ＭＡＸ１１５的Ａ／Ｄ输出是１２位的，而此刻８０Ｃ１９６ＫＢ的总线作业方法应是１６位的，故当ＭＡＸ１１５片选有用时？ＣＳ为低？，其总线宽度操控信号ＢＵＳＷＩＤＴＨ＝１？总线宽度是１６位？，不然读取的数据将不正确；ＭＡＸ１１５的通道挑选是由Ａ０～Ａ３决议的，并可在采样初始化时确认。在本模块中，读数时序可由ＨＳＩ．０操控。发动转化则可经过向一地址内写入数据来完结。
４．２ 复位电路规划
本体系规划有软件看门狗功用。但在程序实践运转时，光靠软件看门狗避免程序运转死锁或“跑飞”是不安全的，还需求有硬件看门狗电路来确保体系的安全复位和正常运转。硬件看门狗复位电路如图２所示。
图中，当体系上电时，三极管Ｔ１饱满导通，其集电极输出低电平复位信号。而当体系安稳后，电容Ｃ１充电完毕，Ｔ１基极电流逐步减小，直至Ｔ１截止，其集电极变为高电平，复位信号消失，体系进入正常作业状况，尔后，转化器每次发动转化都要对计数器４０２４复位；而当体系呈现毛病，ＭＡＸ１１５不再转化时，复位信号将无法对计数器４０２４复位，所以计数器开端计数，计满后右边的与非门Ｕ１２Ｂ将输出高电平以使Ｔ２饱满导通，进而使集电极变为低电平，然后发生复位信号使体系复位。这样，在程序运转犯错时就可很快地得到纠正。
５、软件规划
图３所示是本体系的软件流程图。程序运转时，可先用以下两条句子发动看门狗：
ＬＤＢ ＷＡＴＣＨＤＯＧ，＃１ＥＨ
ＬＤＢ ＷＡＴＣＨＤＯＧ，＃０Ｅ１Ｈ
然后判别信号是否同步，不同步时等候，同步则发动转化，只需选中体系给ＭＡＸ１１５分配的地址即可。转化完毕后，由ＣＰＵ读出成果并存放在外存储器中，再进行下一次采样转化。这样转化三相电的一个周期信号后，便可核算出其电压有用值、电流有用值、有功功率和无功功率，最终由单片机的串行口输出核算成果。之后再进行下一个周期的处理，如此循环下去。
６、完毕语
对电网参数进行监测是电力调度自动化办理体系不行短少的组成部分。跟着电子元器材制作工艺水平的进步，各种新器材不断涌现，芯片的功用也不断增强，这使得进步体系作业的实时性成为可能。本文所述的根据ＭＡＸ１１５的电网数据收集和模／数转化是对已运用多年的体系的改善。试验成果表明，改善后体系的实时作用显着增强，保护起来也愈加便利。
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