毕业设计--煤矿供电网谐波抑制有源滤波器的设计 - 图文

通过向DSP复位引脚输入一个低电平有效信号使系统复位；看门狗复位是内部复位。

VCCR220kR23.3C1104 图3-3 手动复位电路 Fig3-3 Manual reset circuit 因为DSP内部有复位电路，因此可以直接在复位引脚外面连接一个上拉电阻即可。为了调试方便，常采用图3-3所示手动复位电路。RC电路是为了防止按键抖动，低电平送给DSP芯片的复位端。 3.2.3 键盘模块

键盘是用来设定控制参数的最基本的手段。为节省空间，本装置采用4*l的键盘，用户通过键盘可用来设定控制参数，还可以选择显示内容等。

键盘有编码键盘间和非编码键盘两种：编码键盘程序设计简单，但硬件电路复杂，价格较高;非编码键盘用软件来实现识别按键，编码转换，去抖功能，硬件电路简单，价格便宜。因此本设计中采用非编码键盘设计方式。

本装置的4个按键都可以复用，当有按键按下时，DSP单片机根据对应的I/O口的电平来识别按下的键，并根据当前程序的状态来决定所执行的程序，TMS320F2812与键盘接口原理图如图3-4所示。

VCCIOPF0IOPF1IOPF2IOPF3 图3-4 DSP与键盘接口原理图

Fig3-4 Principle diagram of DSP and keyboard interface

四个按键的功能依次是电网三相谐波电流显示、三相补偿电流显示、电压和电流畸变率显示、功率因数显示。电压和电流畸变率需要DSP用傅里叶变换去计算，可能会增加运算时间，对谐波补偿的实时性有一定影响。

3.2.4 液晶显示模块 在现代智能仪器设备中，能显示汉字的图形点阵液晶和可以输入信息的小键盘己成为智能设备的人机界面中必不可少的组成部分，同时低功耗特性也贯穿于中文人机界面的设计始终。近年来，随着低价格、

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高性能DSP芯片的出现，DSP己越来越多地被应用于数字化电机控制、高速信号采集、语音处理、图像分析处理等领域中，并且日益显示其巨大的优越性。而液晶显示屏更以其显示直观、便于操作的特点被用作各种便携式系统的显示前端。传统的液晶显示往往采用单片机控制，但在系统有大量高速实时数据的情况下，单片机由于受到处理速度的限制就显得力不从心。为了解决些问题，本文提出了一种基于高速低功耗的DSP芯片TMS320F2812控制的液晶显示屏的设计，有效地解决以上所遇到的问题。 设计中，采用TMS320F2812作为系统的控制芯片，通过选择合适的液晶显示模块在3V电平构建了一个低功耗的中文人机界面。本文设计的五个人机界面如下图所示。

辽工大混合型HAPFK1K2K3K4电网谐波电流A：0951AB：0769AC：0823AK1K2K3K4

汪玉凤宋鹏谐波补偿电流A0924AB：0751AC：0814A图3-5缺省显示画面 图3-6 K1键按下显示画面

Fig3-5 Default diagram Fig3-6 Diagram of prssing button K1

K1K2K3K4A相电压THD=1.15%K1K2K3K4A相电流TH2D.=5%4图3-7 K2键按下显示画面 图3-8 K3键按下显示画面

Fig3-7 Diagram of prssing button K2 Fig3-8 Diagram of prssing button K3

功率因数0.98K1K2K3K4

图3-9 K4键按下显示画面

Fig3-9 Diagram of prssing button K4

根据所设计的界面，每行汉字最多六个，宽度为6个16×16汉字宽度，最多四行，因此选用128×64的即可。为实现友好的中文人机显示界面，液晶模块选用北京青云科技公司的LCM128646。该液晶显示模块的供电电压典型值为3V-5V，工作电流典型值为 2.7mA，其显示范围为128x64点阵，8x4行，点大小为0.4x0.56mm2,点间距0.04mm。显示类型为STN黄绿模式，6：00视角，正向显示，有LED背光，控制器为T6963C，芯片封装COB。采用改进增强型液晶显示模块，美国专用DC-DC电源。 T6963C控制器是中规模图形液晶显示模块中常用的一种。用户无需了解T6963C对液晶屏的现实驱动、点阵扫描、显示存储器管理等操作，这一切都由其自动运行。用户需要了解的是T6963C的各种数据指令格式、显示存储器的区间划分和接口引脚的功能定义。

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微处理器对T6963C的操作有四类十三条：一是读状态字指令（1条），在T6963C中有一个一字节的状态 字，微处理器在对T6963C的每一次操作前都要读这个状态字并对其中的相应位加以判断，以决定是否可以对T6963C进行操作；二是设置指令（9条）， 该类指令用于设置显示的区域、方式及数据地址指针，设置光标的形状和数据的读写方式等；三是位操作指令（1条），该指令专用于对液晶屏上的像素（点）操 作；四是数据的读/写指令（2条），该指令读/写的数据即为液晶屏上所显示的内容。 在液晶显示模块中配备有显示存储器（RAM）， T6963C最大可控制64K。该存储器经设置指令设置（区域、方式）后，存储器中被设置的空间内的每一个“位”都与液晶屏上的一个像素（点）相对应，而 “位”的二值性就表示液晶屏上像素是否“显现”。T6963C则将存储器中设置区域的内容不断地、扫描式地送向液晶屏，用户则通过显示模块对外的接口将需 显示的“数据” 送入存储器中的设置区域即可。 LCM128646模块的引脚定义如表3-1所示 表3-1 LCM128646模块的引脚定义表

Tab3-1 Pin definition of LCM128646 module

序号 符号 状态 功能说明 1 FG 框地

2 Vss 0V 地

3 Vdd +5V 工作电压

4 VO 屏操作电压（调节对比度） 5 /WR L 信号写 6 /RD L 信号读 7 /CE L 片选

8 C/D L 数据 H 命令 9 /RST L/H L 初始化T6963C H 正常 10-17 DB0~DB7 L/H 数据线

18 FS 字体选择L：8x8 H:6x8 19 SLA LED背光灯正极 20 SLK 0V LED背光灯负极 21

VOUT

负电压输出

TMS320F2812与LCM128646模块的接口电路如图3-10所示

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132131130129128127126125124123122121120119118117116115114113112111110109108107106105104103102101100999897969594RST93CD92OE919089133134135136137138139140141142143144145146147148149150151152153154155156157158159160161162163164165166167168169170171172173174175176XZCS6AND7TESTSELTRST 0TCKEMU 0XA[12]XD[14]XF_XPLLDIS 0XA[13]VSSVDDXA[14]VDDIOEMU1XD[15]XA[15]XINT1_XBIO 0XNMI_XINT13NT2_ADCSOCXA[16]VSSVDDSVITXDAXA[17]SCIRXDAXA[18]XHOLD 0XRS 0XREADYVDD1VSS1ADCBGREFINVSSA2VDDA2ADCINA7ADCINA6ADCINA5ADCINA4ADCINA3ADCINA2ADCINA1ADCINA0ADCLOVSSAIOXZCS2CANTXAVSSXA[3]XWE 0T4CTRIP 0/EVBSOC 0XHOLDA 0VDDIOXA[2]T3CTRIP_PDPINTB 0VSSX1/XCLKINX2VDDXD[11]XD[10]TCLKINBTDIRBVSSVDD3VFLXD[9]TEST1TEST2XD[8]VDDIOC6TRIP 0C5TRIP 0C4TRIP 0CAP6_QEP12CAP5_QEP4VSSCAP4_QEP3VDDT4PWM_T4CMPXD[7]T3PWM_T3CMPVSSXR/W 0PWM12PWM11PWM10PWM9PWM8PWM7448887868584838281807978777675747372717069686766656463626160595857565554535251504948474645XA[11]TDIXA[10]VSSVDDTDOTMSXA[9]C3TRIP 0C2TRIP 0C1TRIP 0XA[8]VSSXCLKOUTXA[7]TCLKINATDIRAT2CTRIP 0/EVASOC 0VDDIOVSSVDDXA[6]T1CTRIP_PDPINTA 0CAP3_QEP3XA[5]CAP2_QEP2CAP1_QEP1VSST2PWM_T2CMPXA[4]T1PWM_T1CMPPWM6VDDVSSPWM5XD[13]XD[12]PWM4PWM3PWM2PWM1SCIRXDBSCITXDBCANRXAWRMG-12232DSPD7RDD0D1D2D3D4D5D612345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243VDDAJOADCINB0ADCINB1ADCINB2ADCINB3ADCINB4ADCINB5ADCINB6ADCINB7ADCREFMADCREFPAVSSREFBGAVDDREFBGVDDA1VSSA1ADCRESEXTXMP/MC 0XA[0]VSSMDRAXD[0]MDXAVDDXD[1]MCLKRAMFSXAXD[2]MCLKXAMFSRAXD[3]VDDIOVSSXD[4]SPICLKASPISTEAXD[5]VDDVSSXD[6]SPISIMOASPISOMIAXRD 0XA[1]XZCS0AND1 0123484WR542RD692OE793CD894RST921D01024D11127D21230D31333D41436D51539D61654D71718VoutTMS320F2812PGFAFGVSSVDDCONWRRDCEC/DRSTD0D1D2D3D4D5D6D7FS1 图3-10 TMS320F2812与LCM128646模块的接口电路

Fig3-10 Interface circuit of TMS320F2812 and LCM128646 module

图中FG和Vss引脚接地，Vdd接+5V电源，VO对比度调节接到了一个可变电阻上，电阻的另一端接Vout，读写和片选信号都接到了独立的I/O口上，DB0-DB7接到了D0-D7引脚上，字体选择引脚FS接地，选择8x8字体。 3.2.5 JTAG接口电路

同单片机的应用系统一样，一个完整的DSP应用系统必须具有仿真器的标准接口，通过这个接口用户可以通过PC调试、下载应用软件到指定的应用板。

TI DSP芯片提供片上仿真支持，使CCS能控制程序的运行并实时监视程序的活动。仿真器提供与主机通信的JTAG口，主机与目标DSP通信时通过JTAG接口来完成的，这种连接方式对DSP目标系统的实时性能没有太大的影响，片上仿真接口提供以下功能： 运行、停止或复位DSP芯片； 将代码和数据加载到DSP芯片中； 3）检查硬件指令或数据相关的断点

4）各种计算功能，包括精确到指令周期的刨切功能； 5）提供主机和目标系统间的实时数据交换。

一般情况下，在系统成功应用之前，我们要做大量的调试工作，以确保板卡和软件程序的正常工作，为了方便软件调试，JTAG接口尤为重要，只有JTAG接口设置好，才能通过仿真器被CCS识别，从而进行大量的仿真测试实验。如图3-11是F2812与JTAG接口电路。

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