[发明专利]一种高速多通道同步模拟量采集控制方法

说明书

本发明提供了一种高速多通道同步模拟量采集控制方法，初始化控制系统相关参数，通过控制系统实时向AD转换模块发送控制信号，AD转换模块接收并识别控制信号，经过复位、启动转换后，AD转换模块通过SPI串行外设接口将数据传输至控制系统缓存区，进而实现高速多通道同步模拟量数据采集的智能控制。本发明所述的一种高速多通道同步模拟量采集控制方法新颖、高效，易于实现，既提升了采样控制环节的精度与可靠性，同时又降低操作难度，优化了控制流程，从而提升了数字化牵引变电站的能效，增强了数字化牵引变电站的可靠性。

技术领域

本发明属于牵引变电站继电保护领域，尤其是涉及一种高速多通道同步模拟量采集控制方法。

背景技术

在牵引变电站继电保护实施的过程中，需要实时监测各种电压或电流等模拟量信号，以表征牵引变电站的运行状态。模拟量的数据采集在微机继电保护中占有极其重要的地位，只有高精度、低相位偏移的同步模拟量采集系统才能真实的表征牵引变电站的运行状态。传统的模拟量采集技术比较成熟，但是也存在着一些不足之处，如采样精度低、温漂大、总谐波失真THD较大等，由于控制方法不当导致数据误差较大，不能真实、准确的反映牵引变电站相关电气量的运行情况。鉴于上述问题，亟需一种具有高稳定性、高精度的多通道同步模拟量采集控制方法。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种高速多通道同步模拟量采集控制方法，以解决现有的控制方法容易导致数据误差较大，不能真实、准确的反应牵引变电站相关电气量的运行情况的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种高速多通道同步模拟量采集控制方法，初始化控制系统相关参数，通过控制系统实时向AD转换模块发送控制信号，AD转换模块接收并识别控制信号，经过复位、启动转换后，AD转换模块通过SPI串行外设接口将数据传输至控制系统缓存区，进而实现高速多通道同步模拟量数据采集的智能控制。

进一步的，具体步骤包括：

S1、初始化控制系统相关参数包括设置系统时钟clk、SPI串行外设接口时钟sclk、采集间隔t1、同步采样路数n、采样精度、采样中断触发时刻t2、采样缓冲区；

S2、生成控制信号，包括片选信号cs、复位信号rst、启动转换信号convst；

S3、控制系统向AD转换模块发出复位信号rst和启动转换信号convst，AD转换模块接收并识别相应信号，并依次进行复位和启动转换；

S4、转换完成后，控制系统再向AD转换模块发送片选信号cs，结合sclk节拍，AD转换模块上的SPI串行外设接口将转换后的数字量数据传输至控制系统中采样缓冲区；

S5、当数据量数据传输完成后，延时至采样中断触发时刻t2、产生中断信号，并发送至CPU；

S6、CPU响应该中断信号，读取控制系统中采样缓冲区的全部数据，然后进行分析和计算，并将数据存储于flash；

S7、循环控制，进入下一次模拟量采集，跳转至S1。

进一步的，控制系统包括FPGA和控制逻辑，经综合、布局布线可初始化控制系统和发出控制信号。

进一步的，步骤S1中，系统时钟clk通过控制系统锁相环PLL设置，经过4分频，得到SPI串行外设接口时钟sclk。

进一步的，步骤S1中，采样中断触发时刻t2等于2倍采样间隔t1，在所述控制系统中，参考系统时钟clk，设计采样间隔计数器实现采样间隔t1。

进一步的，步骤S4中，采样缓冲区的结构配置为两区，用于临时存储采样数字量数据。

进一步的，步骤S6中，CPU响应该中断信号后读取控制系统中采样缓冲区数据的方式为直接读取或乒乓操作。