SCADA系統(tǒng)中交流采樣器設(shè)計

LP2407A集成了CAN控制器，擴展一片CAN收發(fā)器就構(gòu)成了CAN接口電路。收發(fā)器選用Philips公司的P82C250，具體電路如圖5。

P82C250是5V電源供電，與LF2407A連接要加電平轉(zhuǎn)移電路。R301、D301完成3．3V電平向5V電平轉(zhuǎn)移；R302、R303完成5V電平向3．3V電平轉(zhuǎn)移。

其他如串口擴展電路、SRAM擴展電路、液晶擴展電路等為通用電路．在此不做闡述。

2軟件設(shè)計

2．1嵌入式軟件設(shè)計思想

借鑒Windows編程中基于消息驅(qū)動的思想，在嵌入式軟件中引入基于消息的處理方泫。嵌入式系統(tǒng)的消息可以分為：鍵盤輸入命令、系統(tǒng)接口電路產(chǎn)生的狀態(tài)信息(如報警、越限等)以及上位機命令。消息的接收采用中斷方式，確保消息可靠及時的接收；時間要求非常苛刻的消息，如電機保護(hù)，在中斷直接處理；其他消息在主程序中對消息進(jìn)行解析執(zhí)行。程序設(shè)計思想可以用圖6表示。

本系統(tǒng)通過CAN總線接收上位機的命令（接收消息）。CAN接收方式采用中斷方式．當(dāng)上位機下達(dá)命令時，該裝置通過中斷及時接收．實時任務(wù)直接在中斷程序中完成，滿足系統(tǒng)的實時性要求；非實時任務(wù)則將該命令存入消息(或命令)緩沖區(qū)，等待在主函數(shù)中查詢處理。

2．2程序整體框圖

整個程序由主函數(shù)、功能函數(shù)、CAN通信中斷函數(shù)、DSP的定時器T1的周期中斷(采樣中斷)函數(shù)構(gòu)成。

DSP的CAN控制器接收中斷采用DSP的內(nèi)核中斷1；定時器T1的周期中斷采用DSP的內(nèi)核中斷2，用來定期觸發(fā)MAXl25進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換。關(guān)于LF2407A的中斷編程可參見文獻(xiàn)[1～2]。

主函數(shù)main()的流程如圖7所示。

主函數(shù)先初始化系統(tǒng)，啟動實時采樣，實時采樣一直運行并始終保持有多個周期的波形數(shù)據(jù)，供故障錄波后觀察故障點前后幾個周期的波形，以便分析故障原因。然后進(jìn)入消息處理的循環(huán)程序。從流程圖可以看到，程序先檢查消息(或命令)緩沖區(qū)，若有消息／命令，則調(diào)用相應(yīng)功能函數(shù)執(zhí)行命令，判斷是否到計算周期以確定是否調(diào)用計算函數(shù)，然后回到消息處理入口；若沒有消息等待處理，則判斷100ms計算周期是否到(計算周期可以調(diào)整)。若到，則計算一遍電參數(shù)，判斷是否有越限情況。若有越限則通知上位機，然后返回到消息處理入口，重復(fù)開始消息(或命令)的解析執(zhí)行。消息接收程序以中斷方式在后臺運行。

2．3功能函數(shù)設(shè)計

功能函數(shù)由主函數(shù)main()調(diào)用，下面介紹幾種主要的功能函數(shù)。限于篇幅，函數(shù)沒有展開，只列出函數(shù)名。

計算電參數(shù)的函數(shù)：void Calc()；

向上位機傳送電參數(shù)值的函數(shù)：unsigned int Send_AcqData()；

執(zhí)行參數(shù)設(shè)定命令的函數(shù)：unsigned int Set_Parameter()；

向上位機傳送報警數(shù)據(jù)的函數(shù)：unsigned Int Send_AlarmnData()；

向上位機傳送錄波數(shù)據(jù)的函數(shù)：unsigned Int Send_WaveRecordData()；

本交流采樣系統(tǒng)已運行在鐵路水電遠(yuǎn)動系統(tǒng)的FTU(Field Terminal Unit)中，與上位機通信的應(yīng)用層協(xié)議采用DeviceNet協(xié)議。實際證明該系統(tǒng)功能正常、性能穩(wěn)定。