DSP与无线通信的电力系统故障录波器设计

2．2 供电电路
2．2．1 +3．3 V电源电路
考虑到简化电路和节约成本等因素，选择LDO型的电源芯片。LDO为低压差线性稳压器，与传统的线性稳压器相比，LDO所需输入、输出的压差较低，但输出效率较高，发热较少。这里选用AMS1117—3．3。+3．3 V电源电路如图4所示。用前面产生的+5 V电压作为电压输入，输出的固定电压为+3．3 V。该电源系统的输入、输出均需要加电容进行滤波，以便提供质量较好的+3．3 V电源电压。

2．2．2 +5 V电源
+5 V电源选型时应考虑器件的带负载能力，也就是能提供的功率。根据估算，系统中要求+5 V电源输出电流在1～2 A左右，由输入+15 V降至+5 V，故选用电源管理中的DC—DC芯片。这种芯片的最大优点是输出电流强劲，输出功率大，输入、输出压差变化范围广，效率较高。LM2596—5是一款高效率的DC—DC电源管理芯片，开关频率高达150 kHz，输出最大电流达3 A，能够满足检测系统的要求。但是应该注意的是，此电源芯片输出的电源纹波较大，在应用中需对输出电压进行LC滤波处理。+5 V电源电路如图5所示。
2．3 无线通信模块与DSP的连接电路
本系统采用的是北京顺舟科技SZ05系列嵌入式无线通信模块。其集成了符合ZigBee协议标准的射频收发器和微处理器，具有通信距离远、抗干扰能力强、组网灵活、性能可靠稳定等优点；可实现点对点、一点对多点、多点对多点之间的设备间数据的透明传输；可组成星型、树型和蜂窝型网状网络结构。
SZ05系列无线通信模块数据接口包括TTL电平收发接口、标准串口RS232数据接口，可以实现数据的广播方式发送、按照目标地址发送模式，除可实现一般的点对点数据通信功能外，还可实现多点之间的数据通信。SZ05系列无线通信模块分为中心协调器、路由器和终端节点。这3类设备具备不同的网络功能：中心协调器是网络的中心节点，负责网络的发起组织、网络维护和管理；路由器负责数据的路由中继转发；终端节点只进行本节点数据的发送和接收。无线通信模块传输距离为1000～2000 m，串口速率范围为1 200～115 200bps，频率范围为2．405～2．480GHz，供电压为+5V。
电源电路提供给无线通信模块+5 V电压，SZ05ZBEE无线通信模块提供标准RS232和TTL收发两种接口标准。RS232串口为TX、RX、GND三线工作模式；TTL为TX2、RX2两线工作模式，TTL电平为3．3 V。这里选用RS232串口。无线通信模块与TMS320F2812的接口电路如图6所示。无线通信模块的RX、TX端口与TMS320F2812的串口相连。4个输出端口用来接指示灯，分别为DATA串口数据收发指示灯、RUN系统运行指示灯、NET网络指示灯、ALARM系统告警指示灯，这4个端口都外接指示灯以便用户观察系统运行情况。CENTER为中心节点端口，若此端口接低电平，则此无线模块具有中心节点功能。DEVICE为终端节点端口，若此端口接低电平，则此无线模块具有终端节点的功能(也就是点对点的传输)，无中心节点的功能。CONFIG为配置接口，其接低电平为配置无线通信模块状态，在这个状态下可以配置无线通信模块的参数。这3个端口在硬件电路设计中均留有跳帽以便功能的选择。

3 系统软件设计
软件设计包括无线通信模块的配置程序、DSP的串口配置和串口发送接收程序，以及系统整体程序等。
3．1 无线通信模块的配置程序
根据系统的功能要求，需要配置无线通信模块的参数。SZ05-ZBEE无线通信模块有3种节点类型：中心节点、中继路由、终端节点。本系统中选择终端节点的功能，通过跳线短接DEVICE端口使其变为低电平，从而将无线通信模块设置为终端节点类型。
配置无线模块内置参数的方法如下：首先打开计算机的超级终端，将其设置为波特率38400bps、数据位8、校验NONE、停止位1、流控无；然后将CONFIG跳线短接，设备上电，进入设备配置模式，这样就可以配置无线通信模块的参数了。参数配置如下：通信信道CHANNEL的频率范围为2．405～2．480 GHz或者是AUTO模式，这里设置为AUTO模式，即自动选择最佳信道；网络类型NET_TYPE设置为PEER对等网，其为非主从网，无中心节点；网络号NET_ID号设置为01；数据发送模式TX_TYPE设置为点对点式；数据类型DATA_TYPE设置为HEX(十六)进制的发送模式；数据位DATA_BIT(即串口传输数据)设置为8位数据+1位校验+1位停止；串口波特率BAUD_RATE设置为115 200 bps。
3．2 DSP的串口配置和串口发送接收程序
配置TMS320F2812，只需配置系统的I／O口和串口波特率。TMS320F2812有两个串口，这里选择SCIB串口与无线通信模块进行通信。

3．3 系统整体程序
系统整体程序流程如图7所示。主机通过无线通信模块发送相关的指令(包括三相电压、三相电流、频率、谐波分析等)；DSP通过无线模块接收主机的指令，接收完成后对指令进行判断，并根据指令的要求进行数据采集、分析处理等；然后，将所测数据通过无线通信模块传送给主机，以便主机进行整体分析。