来源：国外电子元器件 作者：陈晓明 苗世洪等

    1 引 言

    微机继电保护技术不断发展，使用的算法也日趋复杂，与网络的通信和前沿的监测都希望由保护装置实现，这对继电保护硬件的速度和处理能力提出了更高的要求。dsp技术的不断发展使其在电力系统中逐渐得到了广泛的运用，为开发处理能力强大的微机保护系统奠定了基础。

    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。

    3.2 内部ram及寄存器功能

    ds12cr887片内地址空间为00h～7fh，其中00h为秒单元，01h为闹秒单元，02h为分钟单元，03h为闹分单元，04h为时单元，05h为闹时单元，06h为星期单元，07h为日单元，08h为月单元，09h为年单元，0ah～0dh单元分别为控制寄存器a、b、c、d。0eh～7fh为用户ram区，可用来在系统掉电时保存数据。通过访问a、b、c、d四个寄存器，可随时设置和了解ds12cr887的工作方式。