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贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电同低压无功自动补偿装置研究与实施 附：学位论文原创性声明和关于学位论文使用授权的声明 原创性声明 本人郑重声明：说呈交的学位论文，使本人在导师的指导下， 独立进行研究取得的成果。除文中已经注明应用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究在做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本 人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 做作者! 蜀至 e t 期望翌生：! 兰 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解贵州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权贵i 、i 1 大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩影或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 保密论文在解密后应遵守此规定 论文作者：鸳l 导师签名：鞯日期坐赴 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电网低压无功自动补偿装置研究与实施 摘要 配电网络的功率因数和电压的降低将使电气设备得不到充分利川，降低了网络传输能 力，并引起损耗增加。因此解决好配电网络无功补偿的问题对电网的安全性和降损节能 有着重要的意义。 经过对无功平衡和谐波理论的研究，结合多年的供电运行实际经验，最终研制了以低压 电容器加串联电抗器为主要补偿设备；选用8 9 c 5 2 单片机和a t i v 0 2 2 b 自主开发的智能控 制器为投切控制元件；就地无功平衡为原则的低压无功臼动补偿装置。论文作者主要完成了 理论研究和开发智能控制器。 该装置开发完成后，获2 0 0 2 年度贵州省科技进步三等奖、贵州省电力公司科技开发成 果三等奖。 产品自2 0 0 3 年进入市场以来获得大量使用，较为典型的是2 0 0 4 - - 2 0 0 5 年实施的贵阳市 北供电局城区分局1 0 k v 贵赤线降损科研项目，经过测量、计算，在2 3 公里线路上的2 3 个台变点安装该设备，使线路平均功率因素由0 盯提高到0 9 8 ，输电线路的线损率降低了 1 5 。低压无功就地补偿作为技术降损的主要方法，使得理论义有了一次极佳的实践机会。 关键词：无功平衡；低压无功自动补偿；智能控制器 3 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文 电网低压无功自动补偿装置研究与实施 p o w e rf a c t o ra n dv o l t a g el o w e r i n go fd i s t r i b u t i o nn e t w o r k w o u l dl e a de l e c t r i c a le q u i p m e n t st ob ea p p l i e da tai n s u f f i c i e n t s t a t e ，a n dm a k en e t w o r kt r a n sm i s s i o na b i l i t yd e c r e a s i n g ，t h e l i n el o s si n c r e a s i n g i ti ss i n i f i c a n tt os o l v ed i s t r i b u t i o nn e t w o r kr e a c t i v e p o w e r c o m p e n s a t i o nb e t t e rf o rs e c u r i t y , l o s s - - d o w na n de n e r g y - - s a v eo f e l e c t r i c a ln e t w o r k b a s e do nr e a c t i v ep o w e rb a l a n c ea n dh a r m o n i ct h e o r ys t u d y i n g ， e x p e r i e n c i n gd i s t r i b u t i o no p e r a t i n gf o ry e a r s ，t h el o wv o l t a g e a u t o m a t i cr e a c t i v ec o m p e n s a t i o nd e v i c eh a db e e nd e v e l o p e da n d p u t i n t o c o m m i s s i o n i n g t h i s d e v i c ei n c l u d el o w v o l t a g e c a p a c i t o r sa n ds e r i e sr e a c t o r sa sm a i nc o m p e n s a t i o nc o m p o n e n t s a8 9 c 5 2s i g l e - c h i pp r o c e s s o ra n da t r 7 0 2 2 bw a s d e v e l o p e da sa i n t e l l i g e n tc o n t r o l l o ra n du s e df o rt h es w i t c h i n gc o n t r o li nt h i s d e v i c e t h eo p e r a t i o np r i n c i p l eo ft h ed e v i c ew a sb a s e do nt h e r e a c t i v ep o w e rb a l a n c el o c a t e d t h e p a p e r sa u t h o rw a sr e s p o n s i b l ef o rt h et h e o r ys t u d y i n ga n d t h ec o n t r o l l o rd e v e l o p i n g t h i sd e v i c ed e v e l o p i n gw a si nr e w a r d 4 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电网低压无功自动补偿装置研究与实施 f o rg u i z h o up r o v i n c e ss c i e n c e t e c h n o l o g yp r o g r e s s3 r dg r a d e ， a n dg u i z h o up o w e rc o m p a n ys c i e n c e t e c h n o l o g yd e v e l o p i n g 3 r dg r a d eo f2 0 0 2 s i n c e2 0 0 3 ，t h ed e v i c ew a sb e e nm a r k e t i n ga n da c q u i r e dab i g o r d e r t h el a n d m a r ku s ew a so nt h e d u r i n g2 0 0 4 2 0 0 5 i n2 3k ml i n e ，t h e r e w e r e2 3d e v i c ei n s t a l l a t i o np o i n t sf o rt r a n s f o r m e r s a c o r d i n gt o c a l c u l a t i o na n dm e a s u r m e n t ，t h el i n ea v e r a g ep o w e rf a c t o rw a s f r o m0 8 7u pt o0 9 8 t h el i n el o s sr a t ew a sd o w n b y1 5 l o w v o l t a g er e a c t i v ep o w e rc o m p e n s a t i o nl o c a t e dc a nb eu s e d a sai m p o r t a n tt e c h n i c a lr e a c t i v ep o w e rl o s s d o w nm e t h o d ，t h e e x p e r i e n c ep r e v i o u sm e n t i o n e di st h eb e s tp r a c t i c a lc h a n c e k e y w o r d s ：r e a c t i v ep o w e rb a l a n c e ，l o wv o l t a g er e a c t i v ep o w e r a u t o m a t i cc o m p e n s a t i o n ，i n t e l l i g e n tc o n t r o l l o r 5 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电网低压无功自动补偿装置研究与实施 1 概述 随着国【e 经济的高速发展和人民生活水平的提高，人们对电力的需求日益增长，同时对 供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求。由于负荷的不断增加，以及各种电源的大幅增 加，不但改变了电力系统的网络结构，也改变了系统的电源分布，造成系统的无功分布不尽 合理，甚至可能造成局部地区无功严重不足、电压水平普遍较低的情况。随着系统结构日趋 复杂，当系统受到较大干扰时，就可能在电压稳定薄弱环节导致电压崩溃。 电力系统无功潮流分布是否合理，不仅关系到电力系统向电力用户提供电能质量的优 劣，而且还直接影响电网白身运行的安全性和经济性。这在与川户直接相关的配i 乜网中显得 同样的重要。若无功电源容量不足，系统运行电压将难以保证。由于电网容鼍的增加，对电 网无功要求也与日增加，此外，网络的功率因数和电压的降低将使电气设备得不剑充分利_ l j ， 降低了网络传输能力，并引起损耗增加。因此，解决好配电网络无功补偿的问题，对电网的 安全性和降损节能有着重要的意义。 2 相关理论 2 1 无功功率平衡 欲维持电力系统电压的稳定性，应使电力系统中的无功功率保持平衡，即系统中的无 功电源可发出的无功功率应大于或等于负荷所需的无功功率和网络中的无功损耗。系统中无 功功率的平衡关系式如下： q g c o d q 1 = q r 式中o g c 一电源发出的无功功率之和； 6 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电网低压无功自动补偿装置研究与实施 o l d 一无功负荷之和； o l - - 网络中的无功损耗之和； o r - - - 系统可提供的备用无功功率。 o r 0 ，表示系统中无功功率可以平衡而且有适当的备用；q r o ，表示系统中无 功功率不足，此时，为保证系统的运行电压水平，就戍考虑加设无功补偿装置。 即 q g c 包括全部发电机发出的无功功率q g 和各种无功补偿装置提供的无功功率q c ， q g c = q g + q c 2 1 1 补偿容量不足时的无功功率平衡 进行系统无功功率平衡的前提是保持系统的电压水平正常，否则，系统的电压质量就 得不到保证。在图1 所示的系统无功功率负荷的静态电压特性曲线中，在正常情况下，系 统无功功率电源所提供的无功功率q g c n ，由无功功率平衡的条件o g c n o l d q i = o 决定的 电压为u n ，设此电压对应于系统正常的电压水平。但假如系统无功功率电源提供的无功功 率仅为o g c ( q g c o 0 4 x c ，冈x s 很小、 所以x = x l 故应使x t o 0 4 x c 由上式可见当n ：5 时，即x = 0 0 4 x c 时，母线上的5 次谐波电压为零，从而不致使谐 波电压放大 综上所述，为限制5 次谐波电流，应取x o 0 4 x c ，而为降低母线上的5 次谐波电压 应取x = 0 0 4 x c 。两者兼顾，通常取x = 0 0 6 x c 。 采用串联电抗器限制谐波的电路连接方法一般有如下三种( 如图1 1 ) 需灞研 日c b c 蛐丽 = 岫 然 显 c “ f 图 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电同低压无功自动补偿装置研究与实施 3 2 2 无源t c 滤波器基本原理和结构 l c 滤波器仍是应用最多、最广的滤波器。 3 2 2 1 、常用的两种滤波器：调谐滤波器和高通滤波器( 如图1 2 ) 。 3 2 2 2 、滤波器设计要求 图1 2 近 1 ) 使注入系统的谐波减小到国标允许的水平 2 ) 进行基波无功补偿，供给负荷所需的无功功率( 如图1 3 ) 。 ，泼，捷7 次儿泼 图1 3 3 2 2 3 、单调谐滤波器 由图1 4 主电路可求 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电同低压无功自动补偿装置研究与实施 图1 4 调谐频率： 调谐次数： ；v f 一1 2 x d l c j , c j r t - h r f f f , 一再了瓦 在谐振点： zi = r 特征阻抗： 品质因数 i z - x o 一 压- 捂 q 等一延r q 为设计滤波器的重要参数，典型值q = 3 0 6 0 。 3 2 2 4 、高通滤波器 丁毽 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电同低压无功自动补偿装置研究与实施 用于吸收某一次数及其以上的各次谐波。如图1 5 所示。 复数阻抗 截止频率 结构参数： 图1 5 斤片e - i ，h 。每巳 z - 一j 去+ i 而j o l 瓦r d 2 l 2 r ，甜l r 21 、 r 2 + ( 0 2 l 2 叫i 萨石虿一面j ，：上 j o 乙巩 工 朋。而代。o 一般取m - - 0 5 砣；q = 0 7 1 4 依据以上三式可设计高通滤波器的参数。 3 2 2 5 、设计原则 1 、滤波器参数选择原则 原则：最小投资；母线t h d u 和进入系统的谐波电流晟小；满足无功补偿的要求；保证 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电同低压无功自动补偿装置研究与实施 安全、可靠运行。 参数设计、选择前必须掌握的资料： 1 ) 系统主接线和系统设备( 变压器、电缆等) 资料； 2 ) 系统和负荷的性质、大小、阻抗特性等 3 ) 谐波源特性( 谐波次数、含量、波动性能等) ； 4 ) 无功补偿要求；要达到的滤波指标： 5 ) 滤波器主设备参数误差、过载能力、温度等要求。 以上资料是滤波器参数选择、设计必要条件。 2 、滤波器结构及接线方式选择 由一组或数组单调谐滤波器组成，有时再加一组高通滤波器( 如图1 6 ) 。工程接线可灵 活多样，但推荐采用电抗器接电容低压侧的星形接线，主要优点是 1 ) 任一电容击穿短路电流小 2 ) 设备承受的仅为相电压； 3 ) 便于分相调谐。 高通滤波器多采用二阶减幅型结构( 基波损耗小，频率特性好，结构简单) 。经济原因 高通滤波器多_ l f 丁：高压。 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电阿低压无功自动补偿装置研究与实施 图1 6 3 、滤波器设计参数的分析处理 参数设计必须应依据实测值或绝对可靠的谐波计算值，但根据具体情况可作一些近似处理： 1 ) 母线短路容量较小或换算得到的系统电抗( 包括变压器) k s 较大时，可忽略系统等 值电阻r s 考虑 2 ) 系统原有谐波水平应通过实测得到在滤波器参数设计时，新老谐波电流源应一起 3 ) l 、c 制造、测量存在误差。以及f 、t 变化可能造成滤波器失谐误差分析是参数 设计必须考虑的问题 4 ) 参数设计涉及技术指标、安全指标和经济指标，往往需经多个方案比较后才能确定。 4 、滤波器方案与参数的分析计算 求。 1 ) 确定滤波器方案 确定用几组单调谐滤波器，选高通滤波器截止频率，以及用什么方式满足无功补偿的要 例如：三相全波整流型谐波源，可设5 、7 、1 1 次单调谐滤波器，高通滤波器截止频率 选1 2 次无功补偿要求从容量需求平衡角度。通过计算综合确定 2 ) 滤波器基本参数的分析 电容器基本参数：额定电压u c n 、额定容量o c n 、基波容抗x c ，而x c = 3u 2 c n q c n ( 这里o c n 是三相值) 。 为保证电容器安全运行，电压应限制在一定范围内。 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电网低压无功自动补偿装置研究与实施 3 ) 滤波器参数的初步计算( 按正常条件) + 荟u 一川m 设h 次谐波电压含有率为h r u h ，通过推导可得到 一掣产 qc-3u工cc2一血(hruh)uthq 其中，q 为滤波器的最佳品质因数。以上是从保证电容器电压要求初步选择的参数。但 豚d 3 1 “ 为保证电容器的安全运行还应满足过电流和容量平衡的要求，公式如下： ：q c - + 如 4 ) 滤波器参数的初步计算 串联电抗器参数 邑一万x c 工生 嘶 以上为单调谐滤波器参数的初步选择。 5 ) 滤波器参数的最后确定 1 1 1 - 1 3 q u c s ： 滤波器最终参数需通过大量、多次频率特性仿真计算结果确定；并根据要求指标进行校 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电罔低压无功自动补偿装置研究与实施 验。 为保证安全运行，还要选断路器、避雷器、保护等。 自动调谐滤波器( 改变电感l ) 能提高滤波效果。但由于技术经济的原因，目前应用 不普遍。 5 、滤波器参数指标的校验 蚰一篙吣差乩 1 ) 电压平衡：校验支路滤波电容器的额定电压 2 ) 电流平衡：校验滤波电容器的过电流水平 届蕊虬 ，i e c 为1 4 5 倍。 3 ) 容量平衡：q c n = o c l ( 基波容量) + z qh ( 谐波容量) ； 对滤波支路仅考虑1 1 和玷通过时，近似有 q c n 一 型i 厶 厄2 雨h 2 2 6 、其它分析、计算工作 1 ) 滤波支路等值频偏( 总失谐度) 的计算 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电同低压无功自动补偿装置研究与实施 6 一等+ 一1 ( 一a l 2 l + 丝c “，) 、川 2 ) 滤波支路品质冈数q 值的计算 口：坐亟塑1 - c o s 6 , 1 s i n 6 ， 其中，6s 为滤波器接点看进去的系统等值阻抗角。 3 ) 滤波器性能和二次保护等分析计算 滤波器设计的技术性很强，需有专r j 的程序。除参数计算外，要能对滤波器的谐波阻 抗、综合阻抗、谐波放大、局部谐振( 串、并联) 等滤波性能进行分析。 4 智能控制器的研究 无功补偿控制器是以8 0 5 1 单片机为核心构成的。该控制器采用先进的技术跟踪配电线 路无功功率的变化，多级电容器组进行自动投切，实现对线路无功功率的实时补偿。 主要功能和技术参数： ( 1 ) 相序自动识别 ( 2 ) 电压采样0 5 级、电流采样0 5 级 功率因数1 级、有功功率1 0 级、无功功率1 0 级 ( 3 ) 具有过压、欠压、谐波闭锁、欠流闭锁。 ( 4 ) 所有参数都可键盘设定，如功率因数门限、投入延时、过压门限、欠流门限、过 压加速切除时间、欠流时间、同组切投时间延时等。 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电同低压无功自动补偿装置研究与实施 4 1 工作原理 将三相电压和三相l b 流经互感器进采样芯片，将每一相电压与电流的相位差得到相应 的功率冈数，根据采样的电压和电流有效值计算山每一相的无功功率，该无功功率与设定 的投切无功门限进行比较：若在门限内则不予动作；若超出门限，则相应采取投切措施， 力图保持功率冈数在设定的限带内。在运行过程中若出现过压，则按设定时间加速切除，若 欠流超出一定时间，则也予以加速切除；若无功小于一组电容的无功时，不予投入。由于对 电压和电流都进行采样且满足一定的精度要求，因此过压解除和欠流闭锁以及无功限制可以 处理得比较精确。 由于三相电的接线有各种不同的接法( 共有1 2 种) ，不同接法的功率因数计算和超前滞 后的判断有所不同，因此针对不同接法相序的自动判别将很有意义，下面对其原理作一简单 介绍：设三相的电压分别为u a 、u b 、u c ，则它们的表达式可以表示如下 u a 2 u i n s i n t u b = u m s i n ( u t 一1 2 0 。) u c = u m s i n ( t - - 2 4 0 。) 若负载为纯阻性，则各相电流与电压同相；若负载为容性，假设电流超前电压a ( 0 a 9 0 ) 角；若负载为感性，假设电流滞后电压a ( 0 a 9 0 ) 角。 4 2 硬件设计 控制器的c p u 采用a t m e l 公司的8 9 c 5 2 ，硬件设计主要包括电源监视和掉电保护电 路、键盘接口电路、i c d 显示电路、继电器输出电路，采样电路以及信息处理部分。 电源监视和掉电保护电路采用x 2 5 0 4 5 芯片，该芯片接口电路简单，同时具备上电复位、 电源监视、硬件看门狗电路的功能，而且还有5 1 2 字节的f l a s h r o m ，可以提供控制器设置参 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电同低压无功自动补偿装置研究与实施 数的掉电保护功能；键盘接口、l c d 显示采用h t l 6 6 0 、继电器输出等电路比较简单，采用 8 1 5 5 扩展1 2 1 完成；采样用芯片采用多功能电能表芯片7 0 2 2 b ，该芯片功能强大，能完成三相 电压、三相电流、三相有功功率、三相无功功率、各项电压电流的相位差、以及有功电量 无功电量的数据。原理图如图1 7 ：，阿 毯。到!w7 0 2 1 5币t 机 ：f ：f _ i ，5 艏 ；f 一。 咒s e ：l 礓” l = ：= ：匡 e 譬 图1 7 4 2 1 模拟输入电路：7 0 2 2 b 的采样电压输入可采用电阻分压方式、电压互感器方式或电 流互感器方式( 如图1 8 ) ，电流输入通过电流互感器完成( 如图1 9 ) ，采用互感器，将芯 片与电网进行了隔离，可以获得良好的抗干扰性能。 图1 8 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电同低压无功自动补偿装置研究与实施 图1 9 7 0 2 2 b 内部集成了7 路1 6 位a d 转换器，电流通道有效值在2 m v 至1 v 的范围内线性 度误差小于0 5 ，电压通道有效值在1 0 m v 至1 v 的范围内线性度误差小于0 5 ；电压取 值在0 2 v 至0 6 v ，电流取值在2 m v 至i v ，电能线性误差小于0 1 。 4 2 2 电压有效值和电流有效值测量：通过对电压和电流采样值进行平方、开方及数字 滤波等一系列运算得到( 如i 墨i2 0 ) 。 图2 0 4 2 3 有功功率的测量：各相有功功率的测量是通过去直流分量后的电流、电压信号进 行乘法、加法、数字滤波等一系列数字信号处理斤得到。电流、电压采样数据中包含高达 p 2 占争f ( 膏) j ( 打) 2 1 次的谐波分量，所以，依据公式 台一 一，计算得到的有功功率也至少包含2 1 次谐波信息。有功功率测量示意如图2 1 3 1 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电网低压无功自动补偿装置研究与实施 图2 1 4 2 4 有功功率的测碹：根据真无功功率( 正弦式无功功率) 定义公式口2 三u 5 斌9 无功功率的计算算法与有功类似，只是对电压信号移相9 0 。之后进行数字信号处理的如下 图2 2 。其测量带宽主要受到数字移相滤波器的带宽限制。无功功率的测量带宽也包含2 1 次 谐波信息。 图2 2 4 2 5 功率冈数测量：功率因数计算公式：p f = s i g n ( q ) 舞。 功率因数符号有无功功率来确定。 4 2 6 电压电流相角测量：根据电工原理，功率因数h 兰c o s ( p g ) ，其中p g 为电压电流相 角，在7 0 2 2 b 中，定义电压电流相角为p g = s i 朗【q ) a c o s ( i p f | ) 。7 0 2 2 b 的相角只能表 示为+ 9 0 。，符号与功率因数一致，如果要用o - 3 6 0 。表示相角，需做如图2 3 换算 厂、 卜p p 口+ ，却 卫嚣， - 21 她i ip 口-卜 j 、 p 5 7 0乳7 0 - = 1 8 忖5i ：3 十p g o 图2 3 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电同低压无功自动补偿装置研究与实施 4 2 77 0 2 2 引脚功能 a t t t 0 2 2 的引脚排列如图2 4 所示， 图2 4 x n 它采用4 4 引脚q f p 封装，面积仅有1 0 m m x l o m m ，功耗仅为1 0 0 2 0 0 m w 各引脚功能如下： v 1 p v 1 n ，v 3 p n 3 n ，v 5 p n 5 n ：模拟电流信号输入； v 2 叫2 n ，v 4 p n 4 n ，v 6 p n 6 n ：模拟电压信号输入； r e e o u t 、r e f c a p ：基准电压输出 r e s e t 复位输入端 s i g ：写操作成功握手信号输出 ” pv q p n d 5 - n 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电网低压无功自动补偿装置研究与实施 s e l ：接线方式选择输入端 c f l l c f 2 ：有功，无功电能脉冲输出 c s ：s p i 读写片选信号： s c l k ：s p i 串行时钟输入： d i n d o u t ：s p i 串行数据输入腧出： r e v p ：当系统检测到任意相的有功功率为负时，该端输出高电平；各相有功 功率均为正时，该端输出低电平； o s c i o s c o ：系统品振输入端，输山端； v c c a v c c ：数字电源，模拟电源 g n d a g n d ：数字地，模拟地。 4 2 8 芯片工作原理 4 2 8 1a _ 广7 0 2 2 芯片的内部结构 m群协憎搿谮协雠懈mm琊 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电网低压无功自动补偿装置研究与实施 图2 5 a r t 0 2 2 内部包括时钟控制电路、模拟信号采样、参考电压、d s p 、脉冲生成器、 s p i 通讯接口和电源管理七大部分其内部原理框图如图2 5 所示。 4 2 8 2a 1 _ 广7 0 2 2 的工作原理 a 1 _ 广7 0 2 2 首先通过6 通道1 6 位一a 的a d c 模数转换电路来对输入电流和电压 信号进行采样转换后的数字量再经过2 4 位d s p 数字信号处理以完成全部三相电能 参数的运算，同时将结果保存在相应的寄存器中并通过s p i 口与m c u 进行数据交换 d s p 模块同时还生成有功，无功电能脉冲输出c f l c f 2 ，可用于现场校表。a 1 _ r 7 0 2 2 在设计中已考虑到校表的方便性，采川全数字枝表，只需适当修改校表寄存器即可 实现校表功能。 4 2 8 3 串行s p i 接口 与单片机接口；7 0 2 2 与单片机一般有6 条连线，其中4 条是s p i 口线c s 、s c l k 、 d i n 、d o u t ，一条复位控制线，一条握手信号线s i g 。可与带s p i 口的m c u 直接连接 也可_ f j 适当的i o1 3 线仿真s p i 总线，其仿真读弓程序很容易实现。 c s ：s p i 片选信号低电平有效，内部上拉2 0 0 k 电阻； s c l k ：s p ! 口串行时钟输入( 施密特) ，上升沿放数据，下降沿取数据 d i n ：s p l 口串行数据输入( 施密特) ，内部f 拉2 0 0 k 电阻 d o u t ：s p i 口串行数据输出，c s 为高时高阻输出 r e s e t ：芯片复位信号，低电平有效，内部上拉4 k 电阻 s i g ：芯片上电复位或异常原冈重新启动时，变为低电平，当m c u 通过s p i 口写入校 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电同低压无功自动补偿装置研究与实施 表数据后边为高电平。 a t l 7 0 2 2 的一个数据传输总线从向s p i 接口的d i n 端送入8 位命令字开始的 当命令中包括一个写入命令时在其后的2 4 个s c l k 周期内，串口将持续从d i n 端 读入2 4 位串行数据。当发出一个读取命令时，串口将根据发出的命令来进行寻址 然后在其后的2 4 个连续的s c l k 周期从d o u t 引脚上串行输出寄存器内容。数据的 传输总是m s b 在前，l s b 在后。读寄存器时，s c l k 为高，数据在d o u t 引脚上有 效。而在写寄存器时，数据则在s c l k 的下降沿从d i n 引脚读入，这一点在仿真s p i 读弓操作子程序时应引起注意，否则读写寄存器将出错。 a 1 _ r 7 0 2 2 的读弓时序见图2 6 所示。 il s c u 【f1 1 1 1 1 1 1 i f l l 0 1 哪哪! 10 岫0 1 1 1 1 d 答 c陌网 i 孵 1 ： ： ：斗料树抖，i 料1 ，s 634 ，z ：0 li s 眦 1 1 1 1 f 1 叭1 1 1 1 唧j _删删删 d 强 i | 6 1 5 帅i 2 | l 博4 = = l 抖s 阱l -擗j ：2 ： 0 le 悱”| 2 l ：1 l 图2 6 贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电罔低压无功自动补偿装置研究与实施 s p i 读操作： 0 1 r e a d s p i