| 【中文题名】 | 基于DSP的励磁控制器USB通信研究 |
| 【英文题名】 | USB Communication Research of an Excitation Controller Based on DSP |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-1 |
| 【中关键词】 | USB接口,DSP技术,励磁控制系统,双端口RAM,CH375, |
| 【英关键词】 | USB Interface,DSP Technology,Excitation Control System,Dual Ports RAM,CH375, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统> |
| 【论文摘要】 |
励磁控制器是发电机的主要控制装置,对于提高电力系统的稳定性及其动态品质具有关键的作用。而随着电力系统自动化程度的不断提高,在对其核心控制芯片的不断更新的同时,对励磁控制器的通信功能也提出了更高的要求。不仅希望励磁控制器具有易安装易使用的通信接口,以便工程技术人员能够方便地对励磁控制器进行调试,也希望能通过该接口实现监视功能,观测励磁控制系统的各种电压电流波形。本文就是从这个角度出发,针对一个基于新型DSP芯片的励磁控制器,对怎样实现其USB通信功能进行研究。
本文首先对励磁控制技术以及励磁控制器的通信方式的发展进行了分析综述,总结出现有励磁控制器及其通信手段的不足之处,然后从电力系统自动化尤其是励磁控制不断发展的要求出发,指出励磁控制器对DSP技术和USB通信方式的需要。然后根据采用的芯片给出了详尽的设计方案,包括硬件设计方案、下位机固件方案,上位机软件开发方案,这三点也是本文的工作重点所在,尤其是下位机的硬件设计和对应的软件设计,涉及到很多技术细节。其中难点之一就是怎样保证核心DSP在最大程度的用于数据采集处理的同时,又可以高效率地服务于USB通信,经过详细比较以后采用了“DSP+双端口R... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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Abstract |
6-9 |
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第一章 绪论 |
9-17 |
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1.1 励磁控制系统介绍 |
9-11 |
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1.1.1 励磁控制方式的发展历程 |
9 |
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1.1.2 励磁控制器的主要结构及开发现状 |
9-11 |
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1.2 国内外励磁控制装置的发展现状及趋势 |
11-12 |
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1.3 DSP 技术的发展及其在励磁控制器中的应用 |
12-15 |
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1.4 励磁控制器的通信手段 |
15-16 |
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1.4.1 目前励磁控制器的通信现状 |
15 |
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1.4.2 目前国内外研究所存在的问题 |
15-16 |
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1.4.3 USB 接口的优点 |
16 |
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1.5 本文的主要工作 |
16-17 |
|
第二章 USB 协议规范 |
17-28 |
|
2.1 USB 系统结构概述 |
17-18 |
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2.1.1 USB 接口的特点 |
17-18 |
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2.1.2 USB 协议的发展 |
18 |
|
2.2 USB 系统结构 |
18-20 |
|
2.2.1 USB 主机 |
19 |
|
2.2.2 USB 设备 |
19-20 |
|
2.3 USB 的协议解析 |
20-27 |
|
2.3.1 信号环境和电源 |
20-22 |
|
2.3.2 USB 事务处理 |
22-26 |
|
2.3.3 USB 数据传输 |
26-27 |
|
2.4 小结 |
27-28 |
|
第三章 总体方案与硬件设计 |
28-39 |
|
3.1 总体设计方案 |
28-31 |
|
3.1.1 功能设计指标 |
28 |
|
3.1.2 芯片选型 |
28-31 |
|
3.1.3 总体框图 |
31 |
|
3.2 硬件设计 |
31-38 |
|
3.2.1 CH375 的内部结构 |
32-33 |
|
3.2.2 CH375 的外部接口 |
33-34 |
|
3.2.3 USB 芯片的接口电路 |
34-36 |
|
3.2.4 DSP 及USB 通信模块与双端口 RAM 的连接 |
36-37 |
|
3.2.5 主从方式转换的硬件设计 |
37-38 |
|
3.3 小结 |
38-39 |
|
第四章 下位机软件开发 |
39-51 |
|
4.1 下位机通信协议设计 |
39-40 |
|
4.1.1 下位机通信原理 |
39-40 |
|
4.1.2 双端口RAM 的使用 |
40 |
|
4.2 DSP 端软件设计 |
40-43 |
|
4.2.1 DSP 中存储通信数据的数据结构 |
41-42 |
|
4.2.2 DSP 中的数据传输流程 |
42-43 |
|
4.3 USB 通信模块固件设计 |
43-50 |
|
4.3.1 MCU 实现与DSP 的同步 |
44-45 |
|
4.3.2 MCU 配合CH375 实现USB 通信协议 |
45-50 |
|
4.4 小结 |
50-51 |
|
第五章 上位机程序的开发 |
51-60 |
|
5.1 USB 驱动程序的开发 |
51-57 |
|
5.1.1 USB 驱动程序模型WDM |
51-52 |
|
5.1.2 USB 设备驱动程序的开发 |
52-57 |
|
5.2 励磁控制系统中上位机驱动程序分析 |
57-58 |
|
5.3 上位机应用软件的开发 |
58-59 |
|
5.4 小结 |
59-60 |
|
第六章 总结与展望 |
60-62 |
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6.1 论文工作总结 |
60-61 |
|
6.2 展望 |
61-62 |
|
参考文献 |
62-65 |
|
附录一 上位机应用程序示例 |
65-68 |
|
附录二 论文中涉及英文缩写解释 |
68-69 |
|
科研成果说明 |
69-70 |
|
致谢 |
70-71 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.384367 |
