微机保护中DSP与时钟DS12CR887的接口设计

　　1 引 言

　　DSP虽然在算法处理上功能强大，但其控制功能较弱。而CPLD的强项在于时序和逻辑控制。

　　在微机继电保护系统中，需配备时钟芯片，以使系统的保护动作、事件变位、告警信息的时间得到记录和上传，便于以后进行事故分析和处理。而目前较常用的时钟芯片一般以Intel总线时序工作，硬件上存在地址和数据线复用的特点，在保护装置中如果采用DSP作控制器，会出现DSP地址和数据线无法与时钟芯片直接配合的情况，这时通过CPLD的可编程逻辑控制模拟时钟芯片的工作时序。系统中其他外围电路的控制方法和原理与时钟芯片完全类似，以此方法可以搭建一个通用性强、性能稳定的硬件平台，再通过各种具体的保护应用软件，从而实现各种具体功能的微机保护装置。

　　2 装置的硬件设计

　　2.1 微机保护装置总体结构

　　微机保护装置总体结构如图1所示，主要由数据处理单元(DSP)、数据采集单元(A/D转换器)、人机接口单元(MMI模块)以及开入开出单元等组成。其中，DSP选用TI公司的TMS320VC33，CPLD采用Altera公司的EPM3256A，A/D转换器采用AnalogDevice公司的AD676，时钟芯片采用Dallas公司的DS12CR887。

　　2.2 DSl2CR887与TMS320VC33的硬件接口

　　时钟芯片的接口原理图如图2所示，为使系统硬件结构简单，软件易于实现，由CPLD产生时钟芯片所需的时序信号，以控制时钟芯片的读写。DSP数据总线直接引人DS12CR887地址数据总线，部分地址总线及控制线PAGE3、时钟输出H1等经CPLD输出到DS12CR887所需的控制线引脚。

　　3 DS12CR887的特性和功能

　　3.1 性能特点

　　DS12CR887实时时钟芯片功能丰富，其正常工作电压为3.3 V，工作电压范围为2.97 V～3.63 V，是应用在DSP硬件电路中的理想时钟芯片。DSl2CR887的具体的特性如下：

　　(1) 具有10字节RAM用来存储时间信息。能够自动产生年、月、日、时、分、秒、星期等时间信息，并且有时、分、秒的闹铃功能，温度25℃时每个月的时间误差在±1分钟以内。

　　(2) 内部自带电池，外部掉电时，温度25℃时其内部时间信息能够保持5年之久。

　　(3) 对于一天内的时间记录，有12小时制和24小时制两种模式。在12小时制模式中，用AM和PM区分上午和下午。

　　(4) 时间有二进制数和BCD码两种表示方法。

　　(5) 内置128字节RAM，其中10字节RAM用来存储时间信息，4字节RAM用来存储控制信息，称为控制寄存器，114字节的通用RAM可供用户使用。

　　(6) 用户还可对DS12C887进行编程以实现多种方波输出，并可对其内部的三路中断通过软件进行屏蔽。