智能电容补偿控制器设计

　　MCU(MXT8051)中央控制模块

　　1个USART，用于RS232和RS485通讯，由跳线来选择;3个SPI接口，用于Ethernet通讯、EEPROM读写和AD转换数据读取;24位输出。

　　其它各模块

　　EEPROM模块与MCU(MXT8051)模块通过SPI总线连接;模拟量采集模块采用12位精度，500Ksps，4通道;Ethernet总线通过SPI总线与MCU(MXT8051)相连;RS232和RS485接口通过USART与MCU(MXT8051)相连，实际应用中RS232和RS485只选通1个, 由跳线来选择;继电器输出采用专用的继电器驱动芯片ULN2003，采用24V继电器输出;Debug接口用于对产品的调试用。

　　测试设计

　　在数据线、地址线、控制线添加测试点;在输入、输出接口处添加测试点;在晶振输出处添加测试点; 在电源处添加测试点; 针对不同器件编写底层测试程序;测试工具为数字示波器、数字万用表、信号发生器等。

　　软件设计方案

　　软件设计方案如图3所示，其主要组成如下。

　　主控制模块

　　智能控制部分主要包括输入扫描;对其它各模块输入的检测，以确定下一步的操作;对其它各模块的调用和其它各模块协调;系统运行状态检测，错误和故障处理;输出方式;通过参数设定其输出模式;错误和故障发生时，状态和参数的保存。

　　波形计算

　　波形计算主要是计算出三相电网上的电流和电压波形，以及功率、有功功率和无功功率。

　　通过采集AD数据计算出以A相电压波形为基准的各相电流、电压波形。

　　由于电网环境恶劣，采集到的数据不可能是标准的正弦波形，所以首先要进行滤波，而后再进行数据采集。

　　通讯管理

　　通讯管理主要是针对上位机和显示端的通讯管理，Modbus ASCII通讯协议，主要包括：通讯以ASCII码方式编码，纵向冗余校验(LRC)校验方式;RS232和RS485接口，波特率为19200，1位停止位，偶校验;由于本控制器的功能简单，MCU(MXT8051)的资源不足，所以本项目只支持Modbus协议的部分功能码。分别是功能码(4)单个寄存器的读取，功能码(5)位写入，功能码(6)单个寄存器的写入。