摘 要电力远动系统能否可靠稳定的运行，在很大程度上取决于数据采集的实时性和远动通道能否正常工作。因此，寻求一种具有更高可靠性，实时性和较高性价比的通信方式，成为一种必需。
关键词电力远动系统；智能节点；DSP技术
中图分类号TM文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)081-0101-01
1概述
电力系统智能节点是完成运动数据采集、处理、发送、接收以及输出执行等功能的设备。
它具备了传统RTU的所有功能。各RTU系统之间由计算机网络连接，它们之间的数据交换由网络厂商提供的网络通讯协议完成；除了具备面向对象的I/O系统的一般功能外，最重要的特点就在于每一个系统从通讯网络的角度而言，它均为一个网络“节点”，即电力系统智能节点。
2DSP芯片的选择
本设计选择TMS320LF2407A作为本设计的DSP芯片，C240x系列DSP是面向数字控制系统的新一代数字信号处理器。该控制器集实时处理能力和控制器设计功能于一身，为控制系统应用提供了一个理想的解决方案。其内部的哈佛结构使数据空间和程序空间分离，独立的数据总线和程序总线允许程序数据同时操作；专用的硬件乘法器极大提高了运算速度；具有独特的逆寻址方式，能高效地进行快速傅里叶变换运算；指令系统采用流水线操作，减小了指令周期；采用内存映射方式管理I/O，能灵活方便地扩充外围电路。
3电源电路
TMS320LF2407A（以下简称2407A）采用3.3V电压，减小了芯片功耗；但常用直流电源为5V，因此必须考虑电平转换问题。一种方法是直接采用可调直流电源获得3.3V电压，但这样很难保证电源电压的稳定性，影响DSP的正常运行。另一种方法是采用专门的电源芯片，将5 V电压降为3.3V。TPS7333、TPS76HD318、MAX604为常用的电平转换芯片。基于本系统外围供电为5V，但DSP芯片需要的是3.3V的电压，故选择输入电压为5V，输出为3.3V的TPS7333作为电源芯片。
4智能节点的时钟电路
外部时钟信号由晶体振荡器提供，而晶体振荡器分为有源和无源，通过无源晶体连接的振荡器价格便宜，但是它的驱动能力比较差，一般不能提供多个器件共享，而且它可以提供的频率范围也比较小（一般在20kHz~60MHz）。所以，本设计采用了一个有源晶体振荡器，但是，使用有源晶振要注意时钟信号的电平，一般市场的晶振输出信号电平为5V或者3.3V。由于，DSP外围电压是3.3V，所以，本设计采用的是低电压型号（3.3V供电）的有源晶体振荡器15MOSC，这避免了对其输出进行电平转换。
5复位电路
本设计选用TL7705A作为复位电路的核心芯片，TL7705是电源监控用集成电路，采用8脚双列直插式封装，其具有处理上电复位、欠电压检测复位、手动复位功能．本文用它来实现外部复位信号管理功能，其复位信号输出引脚与DSP的复位引脚相连。其内部基准电压发生器具有较高的温度稳定性，可由1脚输出2.5V基准电压。为了吸收电源的纹波和脉冲干扰，通常在1脚接上0.1μF的滤波电容来提高其抗干扰能力。被监视的电源电压由SENSE脚引入，当其值小于基准电压时，输出脚RESET和RESET反分别为高、低电平。当被监视的电源电压高于基准电压时，端子RESET和RESET反输出关断，它能诊断电源瞬间短路、降压、尖峰脉冲干扰，并产生复位信号，外围电路的电压下降到门限设定电压时，完成数据保护，即将需要保护的数据写入DSP的内部RAM中，并使DSP进入掉电工作方式。
6JTAG电路
为了方便系统的调试和升级，电路设计时必须留出JTAG（连接测试组）调试接口，以便对DSP模块进行仿真和调试。JTAG接口用于连接最小系统和仿真器，实现仿真器对DSP的访问，JTAG接口的连接需要和仿真器上的接口一致。JTAG仿真器比较便宜，而且连接方便。标准的JTAG接口是4线：TCK为测试时钟输入；TDI为测试数据输入，数据通过TDI引脚输入JTAG接口；TDO为测试数据输出，数据通过TDO引脚从JTAG接口输出；TMS为测试模块选择，用来设置JTAG接口处于某种特定的测试模式；TRST为测试复位，输入引脚，低电平有效。
7存储器外围扩展电路
在设计TMS320LF2407A电路的时候，一般都会设计存储器外围扩展电路。外扩存储器不仅可以方便程序调试，而且也便于系统升级。2407ADSP可以访问的程序存储空间为64K字，根据MP/MC引脚的电子决定其配置方式。当MP/MC为低电平时，片内Flash存储空间使能，地址范围是0000h~7FFFFh，8000h~FFFFh的地址留给外部程序存储器。当
MP/MC为高电平时，片内Flash被禁止，64K字存储空间全部位于外部程序存储器中，即只能从片外存储器中读取数据，使得仿真调试时通过仿真器对程序修改比较容易。2407A DSP有64K的16位数据存储器空间，
32K字的内部存储器地址范围是0000h~7FFFh，包括存储器映射寄存器、DARAM和外设映射寄存器。另外，地址范围是8000h~FFFPh的32K字留给外部数据存储器空间。片外存储器的选择主要考虑电压、容量、速度等指标。本文采用工作电压3.3V，容量64K×16位，访问时间15ns的高速静态RAM，IS6lLV6416作为片外存储器。片外存储器的数据、地址线分别与DSP对应相连；输出使能引脚OE和输入使能引脚WE分别与DSP的读选通DSPRD相连。仿真调试时，用跳线把片选引脚DSPWE与DSP的程序空间选通引脚CE相连，当外部程序存储器用。程序烧写到片内Flash后，把片选引脚CE与DSP的数据空间选通引脚DSPDS相连，当外部数据存储器用。
8结论
本文完成了基于DSP电力系统自动化智能节点的硬件电路设计和软件设计。以TMS320LF2407A芯片作为核心处理器，通过对DSP信号处理电路、数据采集电路和数据通信电路的设计，实现了现场信号的采集、数字信号在CAN总线上的传输、对现场控制装置的控制以及管理。
参考文献
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