微机电力自动装置原理课件第0章续论

1、电力系统自动装置原理的主要内容是什么？ （1）电网缺电时同步发电机如何安全并入电网； （2）电网电量太多时同步发电机如何安全从入电网中拆下来； （3）有多台发电机的发电站、场，当电网负荷增加时，如何合理分派每台发电机的发电量，去实现最佳的经济效益。减少耗煤量。 （4）实现以上目标需要什么样的自动控制装置？；（5）实现以上目标需要建立什么样的数学、物理、控制、模型？1微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第1页!2、如何学习这门课程？

（1）抓住以上5大内容进行重点学习（2）繁杂模型了解一下就可以了。不要求死记硬背。（3）自动装置的原理要求搞清楚。（4）合闸时间参数。低频减载参数、最佳负荷分配参数要求会计算。（5）作好作业，搞好毕业设计题的准备。2微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第2页!

3、成绩的评定（1）、考试成绩80%--70%。（2）作业、考勤、纪律20%（3）其它0--10%3微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第3页!（1）自动同步并列模型。（2）励磁控制、调节器模型、及无功功率分配模型。（3）励磁控制系统动态频率体现模型。（4）电力系统稳定器模型。（5）发电机组功率频率特性模型。（6）电力系统频率特性模型。（7）电力系统自动低频减载模型。（8）电力系统自动经济调度模型。5、主要模型有：4微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第4页!远动通信:为发电工厂、火电厂、输电线路、变电所、控制中心、提供通信服务。二、电力系统自动控制的划分1、电力系统自动监视和控制：目的是提高系统的安全和经济运行水平。对火电厂、输电线路电压，频率负荷平衡情况进行随时监视和控制。2、电厂动力机械自动控制；励磁、稳压、稳频、调速等控制。3、电力系统自动装置：发电厂、变电所电气主接线设备运行的控制与操作的自动装置。5微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第5页!8237的性能概述

6、允许用EOP输入信号来结束DMA传送或重新初始化。 7、8237可以级连以增加通道数。6微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第6页!8237的内部组成与结构

2、定时及控制逻辑电路

在DMA请求服务之前，根据初始化编程时设置的工作方式寄存器的内容及命令、在输入时钟的定时控制下，产生8237A的内部定时信号和外部控制信号；7微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第7页!8237的内部组成与结构

4、共用寄存器除每个通道中的寄存器外，还包含一些共用的寄存器：1个16位的地址暂存寄存器、1个16位的字节数暂存寄存器、1个8位的状态寄存器、1个8位的命令寄存器、1个8位的暂存寄存器、1个4位的屏蔽寄存器和1个4位的请求寄存器等。8微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第8页!8237的内部组成与结构

5、8237的数据引线，地址引线都有三态缓冲器，因而可以接也可以释放总线。

9微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第9页!1．空闲周期当8237的任一通道均无DMA请求时，则处于空闲周期或称为SI状态。8237的工作时序10微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第10页!（2）由CPU对8237进行读/写操作，只要CS信号有效，则表明CPU要对8237进行读/写操作，当8237采样CS为低电平而DREQ也为低，则进入CPU对8237的编程操作状态。8237的工作时序11微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第11页!2．有效周期（ActiveCycle）当处于空闲状态的8237的某一通道接收到外设提出的DMA请求DREQ时，它立即向CPU输出HRQ有效信号，在未收到CPU回答时，8237仍处于编程状态，又称初始状态，记为S0状态。经过若干个S0状态后，当8237收到来自于CPU的HLDA应答信号后，则进入工作周期，或称为有效周期，或者说8237由S0状态进入了S1状态。8237的工作时序12微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第12页!2．有效周期（ActiveCycle）在内存与外设之间进行DMA传送时，通常一个S1周期由4个时钟周期组成，即S1、S2、S3、S4，但当外设速度较慢时，可以插入SW等待周期；而在内存的不同区域之间进行DMA传送时，由于需要依次完成从存储器读和向存储器写的操作，所以完成每一次传送需要8个时钟周期，在前四个周期S11、S12、S13、S14完成从存储器源区域的读操作；后四个时钟周期S21、S22、S23、S24完成向存储器目的区域的写操作。

8237的工作时序13微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第13页!8237的外部结构（续）3、DB0~DB7：双向数据线，CPU用其对8237内部寄存器进行读写。 DMA传送开始时，高位地址的A15~A8经过DB0~DB7线送出锁存。 在同时利用通道0和通道1进行存储器到存储器的传送时，从原存储单元读出的数据经数据线进入8237内部暂存，然后经数据线写入目的存储单元。14微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第14页!8237的外部结构（续）

6、MEMW：输出、低电平有效、DMA存贮器写信号。 7、MEMR：输出、低电平有效、DMA存贮器读信号。

15微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第15页!8237的外部结构（续）

9、AEN：输出、DMA地址允许信号，高电平有效。有效时，允许DMA控制器送出地址信号而禁止CPU地址线接通系统总线；只有当其为低电平时，才允许CPU控制系统总线上的地址信号。

16微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第16页!8237的外部结构（续）

12、READY:准备好输入信号，表示进入DMA的外设已为读写准备好，否则在总线周期中需插入等待状态SW。

17微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第17页!8237的外部结构（续）

14、DREQ0~DREQ3：输入，外设对8237四个通道分别提出的DMA请求信号，其有效极性可编程设定。DREQ信号须保持到相应信号DACK有效后方可撤销。复位后规定高电平有效。18微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第18页!8237的外部结构（续） 17、EOP：双向、DMA过程结束信号，低电平有效。若8237中任一通道进入DMA过程，当其字节计数结束时，即输出EOP有效。若DMA计数未完，但外部输入有效EOP信号，则强制结束DMA过程。 只要EOP有效，即复位内部寄存器。19微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第19页! 每次DMA过程仅传送一个字节数据，当前字节数计数器减1，当前地址寄存器加1或减1，然后向CPU交换总线控制权。单字节传输方式20微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第20页! DMA过程一直将数据传送完才结束，但每传一个字节，即检查DREQ是否有效，若有效，则继续，否则，停止。请求传输方式21微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第21页!图5.348237级联方式工作框图图5.348237级联方式工作框图22微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第22页!8237的优先级：1、固定优先级：通道0最高，通道3最低2、循环优先级优先级23微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第23页! 基地址寄存器、当前地址寄存器： 存放起始地址，工作过程中，基地址寄存器不变，而当前地址寄存器在每次传送后自动加1或减1。8237的内部寄存器（续）24微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第24页!

8237的内部寄存器：命令寄存器25微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第25页!

8237的内部寄存器：屏蔽寄存器8237的单通道屏蔽字26微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第26页!8237的内部寄存器：状态寄存器27微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第27页!8237的内部寄存器的寻址（续）28微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第28页!1．8237的寻址及连接各通道的寄存器通过和地址线A3~A0规定不同的地址，高低字节由字节指针触发器来决定。方式寄存器每通道一个，但仅分配一个端口地址，靠方式控制字的D1和D0位来区分不同通道。

8237的编程及应用

29微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第29页!2．8237在系统中的典型连接

通道0、1、2、3各有一个4位的页寄存器。在进行DMA传送前，可利用I/O地址来装入和读出页寄存器。进行DMA传送时，DMAC将A0~A15放在系统总线上，同时页寄存器把A16~A19也放在系统总线上，形成A0~A19这20位地址信号实现DMA传送。8237的编程及应用

30微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第30页!PC机中8237的连接

利用74LS138译码器产生8237的CS，8237的接口地址可定为000H~00FH(注：在译码时XA4未用)。8237利用页寄存器74LS670、三态锁存器74LS373和三态门74LS244形成系统总线的地址信号A0~A19。31微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第31页! 对8237初始化之前，必须对8237进行复位，利用RESET信号或软件命令均可使8237复位。 复位后，8237内部的屏蔽寄存器被置位而其它所有寄存器被清0，复位操作使8237进入空闲状态，这时才可对8237进行初始化操作。

8237的初始化32微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第32页!

2、对8237的4个通道的基地址寄存器与当前地址寄存器、基字节数寄存器及当前字节数寄存器先写入FFFFH，再读出比较，看读写操作是否正确。若正确，再写入0000H，同样读出校验，若仍正确则认为DMAC工作正常，就开始对其初始化。若比较时发现有错，则执行停机指令。8237的初始化33微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第33页!

OUTDMA+0DH，AL ；总清8237 MOVDS，BX MOVES，BX；初始化DS和ES MOVAL，0FFH OUTDMA+1，AL OUTDMA+1，AL；通道0的传送字节数为；64K字节，先写低位，后写高位 MOVDL，0BH；使DX=000BH(方式字地址)8237的初始化34微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第34页!以8237从存储器把数据传送到接口为例，说明其初始化及工作过程.初始化及工作过程35微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第35页!DMAC送出IOW控制信号，将存储单元的数据锁存在三态锁存器74LS374中。开始传送前，应当送出接口有效信号。在接口请求DMA传送时，由逻辑电路产生控制信号，使CPU暂停执行指令，同时将总线形成电路的输出置高阻。初始化及工作过程36微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第36页!MOVAL，64HOUTDMA+3，AL；送传送字节数；低字节到通道1MOVAL，0；0064H表示100个字节OUTDMA+3，AL ；送传送字；节数高字节到通道1MOVAL，59H ；通道1方式字；读操作，单字节传送OUTDMA+11，AL ；地址递增，自动预置

初始化程序37微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第37页!（1）自动同步并列装置。（2）发电机的励磁装置。（3）发电机的励磁控制、调节装置。（4）发电机的原动机调速器装置。（5）PSS—电力系统稳定器。（6）自动调频装置（7）自动低频减载装置。（8）工业控制计算机。4、自动装置有哪些？38微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第38页!6、电力系统的组成

由图0-1可知：它是由火电厂、输电线路、变电所、控制中心、远动通信等组成。 发电厂主要生产电能。它分火电厂和水电厂、核电厂、太阳能发电厂等。输电线路将发电厂发出的电力送往用户。变电所将110KV变为10KV380V,220V送往用户.控制中心对电能进行合理分配,维护电网安全.39微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第39页! 4、电力安全装置发电厂、变电所等电力系统运行操作的安全装置。40微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第40页!8237的内部组成与结构

1、四个独立的DMA通道 每个通道包含一个16位的基地址寄存器、一个16位的基字节数计数器、 一个16位的当前地址寄存器、一个16位的当前字节数计数器、一个8位的方式寄存器。 方式寄存器接收并保存来自于CPU的方式控制字，使本通道能够工作于不同的方式下；41微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第41页!8237的内部组成与结构

3、优先级编码逻辑对通道进行优先级编码，确定在同时接收到不同通道的DMA请求时，能够确定相应的先后次序。通道的优先级可以通过编程确定为是固定的或轮流的。

42微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第42页!8237的内部组成与结构

43微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第43页!8237具有两种主要的工作周期，即空闲周期和有效周期，每个周期由若干时钟周期所组成。8237的工作时序44微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第44页!空闲周期由一系列的时钟周期组成，在每一个时钟周期，8237只做两项工作：（1）采样各通道的DREQ请求输入线，只要无DMA请求，则其始终停留在SI状态；8237的工作时序45微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第45页!CPU对8237进行读/写操作时，由地址信号A3~A0

选择8237的内部寄存器(组)，由读/写控制信号控制读/写操作。8237内部地址寄存器和字节数计数器为16位，而数据线仅为8位。8237内部有一个高/低字节触发器，称为字节指针寄存器，可以控制8位信息是写入16位寄存器的高8位还是低8位该触发器的状态交替变化，当其状态为0时，进行低字节的读/写操作；而当其状态为1时，则进行高字节的读/写操作。8237的工作时序46微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第46页!2．有效周期（ActiveCycle）S0状态是DMA服务的个状态，在这个状态下，8237已接收了外设的请求，向CPU发出了DMA请求信号HRQ，但尚未收到CPU对DMA请求的应答信号HLDA；而S1状态则是实际的DMA传送工作状态，当8237接收到CPU发来的HLDA应答信号时，就可以由S0状态转入S1状态，开始DMA传送。8237的工作时序47微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第47页!8237的外部结构

8237的引线及功能 1、A0~A3：双向地址线，CPU输出的A0~A3用于选择8237的内部寄存器，8237输出的A0~A3是地址的最低4位。 2、A4~A7：三态输出线，在DMA时用来输出地址的A4~A7。48微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第48页!8237的外部结构（续） 4、IOR：双向、I/O读信号、低电平有效。8237作为从属器件时，IOR信号为输入，配合片选信号CS，由CPU读8237内部寄存器。8237作为主控器件时，输出IOR信号，以读取外设的数据而写入存储器。 5、IOW：双向、低电平有效。和IOR类似，信号传送方向视8237在总线上的地位而定。49微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第49页!8237的外部结构（续）

8、ADSTB：输出、地址选通、高电平有效。8237的数据线DB0~DB7供DMA地址信号A15~A8分时使用，当ADSTB信号有效时，DB0~DB7上出现的是DMA地址高字节,被此信号选通进入外部锁存器(如LS373)。

50微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第50页!8237的外部结构（续）

10、CS：输入、片选信号，低电平有效，CPU控制总线时，用该信号选中8237进行I/O读写操作。 11、RESET：输入、复位信号、高电平有效，复位后屏蔽寄存器置1，其余寄存器均清0。

51微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第51页!8237的外部结构（续）

12、HRQ：输出，8237对CPU的总线请求信号,连接到CPU的HOLD信号，用于请求系统总线的控制权。 13、HLDA：输入，CPU应答8237的总线响应信号。

52微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第52页!8237的外部结构（续） 15、DACK0~DACK3：输出，8237给外部的响应信号，其有效极性可编程设定。复位后规定低电平有效。16、CLK：时钟输入。53微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第53页! 8237的每个通道均有自身的方式寄存器，从而可独立的选择不同的工作方式和操作类型。8237的工作方式54微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第54页! DMA过程一直将数据传送完才结束。块传输方式55微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第55页! 为扩展DMA通道数，可将一片主8237和几片从8237进行级联。级联方式56微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第56页!1、接口到存贮器的传送。2、存贮器到接口。3、存贮器到存贮器。传送类型57微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第57页! 8237有4个独立的DMA通道及若干内部寄存器。8237的内部寄存器58微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第58页! 其中，自动预置=自动预置起始地址和字节数； 校验传送只产生地址并响应EOP。8237的内部寄存器：方式寄存器59微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第59页!

8237的内部寄存器：请求寄存器相当于外部产生一个有效的DREQ请求信号。60微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第60页!8237的内部寄存器：屏蔽寄存器（续）8237的四通道屏蔽字61微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第61页! 8237占用16个连续的I/O端口地址，由地址信号A3~A0选择内部寄存器。8237的内部寄存器的寻址62微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第62页!8237的内部寄存器的寻址（续）63微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第63页!2．8237在系统中的典型连接

8237只能输出A0~A1516位地址信号。在8086/88系统中，地址线有20条，即A0~A19。为了在8086/88系统中使用8237实现DMA，需要用硬件提供一组4位的页寄存器。8237的编程及应用

64微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第64页!20位地址的产生：页寄存器65微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第65页!PC机中8237的连接

8237的部分控制信号接到74LS245上，当芯片8237空闲时，CPU可对其编程，加控制信号到8237.而在DMA工作周期，8237的控制信号又会形成系统总线的控制信号。同样，数据线XD0~XD7也是通过双向三态门74LS245与系统数据总线相连接。

66微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏览的是第66页! 我们抽出PC机中BIOS对8237初始化部分进行说明：

1、为了对DMAC8237初始化，首先进行总清。

总清时只要求对总清地址进行写操作并不关心写入什么数据。8237的初始化67微机电力自动装置原理课件第0章续论共72页，您现在浏