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摘 要

传输线路故障检测在诸多领域能够广泛的使用,在电力系统不断完善的今天具有重要的意义。该文着重介绍传输线路故障检测系统的外围接口电路部分和LCD的显示部分。

国内现有的大部分故障检测系统都比较昂贵。所以是设计一款价格便宜，便于携带的传输线路检测系统是至关重要的。本文主要介绍的是通过DSP设计的传输线路故障检测系统，目前很少有使用DSP来设计。该系统主要由LCD数据传输电路，DSP数据传输电路，外置电路以及供电电路这4部分组成。通过对DSP编程，实现高频脉冲发送，接收回波，将信号处理后的结果送往LCD显示。

实验结果表明，该传输线路故障检测系统基本符合任务书设计要求，基本达到了设计指定目标，能够将检测到的故障距离数值动态显示在显示屏上。

关键词：传输线路 故障检测 接口电路 LCD显示

Design of a Transmission line fault detection system

Abstract

Transmission line fault detection can be widely used in many fields. Of great significance in the continuous improvement of power system today. This paper focuses on the peripheral portion of the display portion of the interface circuit transmission line fault detection system and the LCD.

Most of the existing domestic fault detection systems are relatively expensive. So design a cheap price, portable transmission line inspection system is essential. This paper describes the design of DSP through a transmission line fault detection system. There is little use of DSP design. The system consists of LCD data transmission circuit, DSP data transmission circuit, the external circuit and power supply circuit four parts. Through the DSP programming, square wave transmission, the received echo, by the results of the post-processing algorithm sent to LCD display.

Experimental results show that the transmission line fault detection system in line with the design requirements. Basically reached the specified target. Able to register the value of dynamic display on the screen.

Keywords: Transmission line; Fault detection; Interface Circuit; LCD display

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2国内的研究现状 1

1.3课题的来源及研究的内容 1

1.4本文的主要工作 2

第二章 外围接口电路的设计 3

2.1设计思想 3

2.2设计外围电路原理图 4

2.3 具体电路实现 4

2.3.1放大电路部分 4

2.3.2 LCD与DSP的接口部分 5

2.3.2高频脉冲信号输出电路与测试电路 8

第三章 软件驱动LCD显示的实现 10

3.1显示屏接口电路通信协议的软件实现 10

3.1.1运用DSP的SPI实现通信 10

3.1.2显示函数 16

3.2 LCD动态显示的实现 19

3.2.1 故障点测距原理 19

3.2.2 LCD读取动态数据 20

第四章 总结和展望 24

4.1总结评价 24

4.2展望 24

参考文献 25

致谢 27

第一章 绪论

1.1引言

传输线路故障点智能检测系统的设计及实现涉及到通信工程专业的多门课程知识领域，需要对电磁场及电磁波和微波技术与天线理论知识融会贯通，在理论指导下对传输线路故障检测的内涵进行理解，通过软件编程完成。该成果可以用于常规通信线路故障检测及智能小区安防故障判定等，具有效率高，成本低的特点。

本次设计所采用的芯片是美国TI公司的TMS320F2812。它是一款用于控制的高性能、多功能、高性价比的32位定点DSP芯片，该芯片的指令系统最高可在150MHz主频下工作。此次所做的传输线路故障检测系统带有信号输出、输入和电源供电接口，不仅能够测量长距离的故障点的位置，而且具有短距离测量的功能。

1.2国内的研究现状

输电线故障检测系统的发展一直受到专家学者的普遍关注，早在上个世纪三十年代输电线路故障指示器就在一些输电线路中投入运行了，但是大都数都是运用在高压输电线上，而且设备都比较昂贵并且不便于携带。此次设计使用的DSP测试的对象是同轴电缆，目前这方面很少有人研究。

1.3课题的来源及研究的内容

《传输线路故障检测系统实现》是对微波在同轴电缆上传播的一项应用研究。本课题的研究内容主要是通过TMS320F2812 DSP输出的脉冲信号，然后经过放大电路部分进行功率放大，接着把放大的信号接到传输线路，最后在耦合电感的传输线一侧接收回波进行数据处理；通过软件编程实现LCD显示器上的信息的显示。

1.4本文的主要工作

虽然传输线路故障检测系统已经在许多地方开始使用，但是他们针对的绝大多数是远距离传输电路的检测。而针对小区的短距离的电路则没有涉及，本文设计的是一款低功耗的，低成本，速度快的简单的传输线路故障检测系统。

传输线路故障检测系统的设计与实现主要分为信号的放送、接收分析处理和功率接口电路、故障点显示系统。本文主要负责的是硬件部分及功率接口电路与故障点显示系统。大致内容如下：

1. 功率放大电路的设计

了解DSP的工作电压，设计对应的功率放大电路使得回波能够被DSP接收并处理。

1. LCD与DSP的接口部分

LCD连接到DSP上，使得LCD上能够显示处理后的结果。

1. 编程部分

编程实现故障信息动态显示功能

1. 设计PCB电路，制作焊接及调试

选取的器件都是3V与LCD的内部电压一致不要考虑电压变压的问题。DSP2812上有多个3V供电口，通过Protel99SE设计成PCB文件，拿到厂家制作，然后进行调试。

第二章 外围接口电路的设计

传输线路故障检查系统的外围接口电路的设计可以分为显示屏接口电路设计，回波的采集部分和放大电路部分。显示屏接口电路的设计和回波的采集部分主要考虑的因素有：LCD与DSP之间的传输数据的方式以及如何连接通信的。放大电路部分主要考虑的因素有：放大功率的方式以及如何放大。

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