基于AVR單片機(jī)的發(fā)電機(jī)負(fù)荷缸多路遙控開(kāi)關(guān)量數(shù)字遙控并編解碼的實(shí)現(xiàn)

因?yàn)樵谪?fù)荷端和遙控臺(tái)的連接距離接近100 m，超過(guò)串口RS 232信號(hào)可靠傳送到達(dá)的距離，我們?cè)黾恿薙N75LBC184 RS 232／RS 485串行通信轉(zhuǎn)換器芯片，SN75LBC184輸人和單片機(jī)TXD、RXD管腳相連，單片機(jī)PD2引腳控制SN75LBC184芯片的收發(fā)使能端實(shí)現(xiàn)收發(fā)功能的轉(zhuǎn)換，用兩芯的電纜連接負(fù)荷缸端和遙控臺(tái)端SN75LBC184芯片的輸出端口，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)串口信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳送和電路的半雙工工作，具體連接如圖3所示。

3 串行通信協(xié)議及編程實(shí)現(xiàn)

3.1 串行通信協(xié)議

在從遙控臺(tái)端單片機(jī)和負(fù)荷缸被控端單片機(jī)的通信中．我們選擇通信協(xié)議為：9600波特率，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1位停止位，無(wú)奇偶校驗(yàn)。

遙控臺(tái)端單片機(jī)和負(fù)荷缸被控端單片機(jī)之間的通信方式采用主從定時(shí)請(qǐng)求應(yīng)答方式，遙控臺(tái)端單片機(jī)始終具有主動(dòng)發(fā)送權(quán)，定時(shí)向負(fù)荷缸被控端單片機(jī)發(fā)送設(shè)置16個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)命令幀和讀取回傳指示燈開(kāi)關(guān)狀態(tài)命令，負(fù)荷缸單片機(jī)處于被動(dòng)狀態(tài)響應(yīng)狀態(tài)。

3.2 數(shù)據(jù)幀格式

在負(fù)荷缸的控制中，當(dāng)發(fā)電機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，意外的主開(kāi)關(guān)分閘信號(hào)等同于發(fā)電機(jī)突卸負(fù)荷，特別是當(dāng)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)意外的主開(kāi)關(guān)分閘信號(hào)等同于發(fā)電機(jī)的瞬時(shí)100％突卸負(fù)荷，將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)出現(xiàn)飛車(chē)現(xiàn)像，嚴(yán)重的損害發(fā)電機(jī)的性能，因此信號(hào)傳輸?shù)目煽啃苑浅Ｖ匾?，在本系統(tǒng)中遙控臺(tái)到負(fù)荷缸的命令幀格式采用如圖4所示的方法進(jìn)行通訊握手和數(shù)據(jù)校驗(yàn)保證遙控臺(tái)和負(fù)荷缸端的數(shù)據(jù)的可靠傳輸和控制。

其中：@為幀開(kāi)始標(biāo)志符，$為幀結(jié)束標(biāo)志符，D1，D2分別為第一、第二組8個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)組成的1個(gè)字節(jié)的無(wú)符號(hào)字符，V1，V2為其對(duì)應(yīng)校驗(yàn)碼，這里采用其按位取反。當(dāng)D1，D2，V1，V2都為ASCII碼0xff時(shí)為請(qǐng)求負(fù)荷缸端回傳開(kāi)關(guān)狀態(tài)命令幀，負(fù)荷缸端單片機(jī)響應(yīng)命令回傳負(fù)荷缸端開(kāi)關(guān)狀態(tài)命令幀的格式為：

其中：@為幀開(kāi)始標(biāo)志符，D1為8個(gè)回傳指示燈開(kāi)關(guān)狀態(tài)組成的1個(gè)字節(jié)的無(wú)符號(hào)字符，V1為D1按位取反較驗(yàn)碼，$為幀結(jié)束標(biāo)志符。

3.3 通訊握手和數(shù)據(jù)較驗(yàn)編程實(shí)現(xiàn)

在單片機(jī)編程中，為了方便命令幀數(shù)據(jù)較驗(yàn)，我們?cè)趩纹瑱C(jī)程序中設(shè)置了30個(gè)字節(jié)的堆棧空間用于緩存接收的數(shù)據(jù)，負(fù)荷缸端單片機(jī)程序流程圖如圖5所示，該程序在實(shí)際工作中運(yùn)行穩(wěn)定，滿(mǎn)足工作的要求。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文利用AVR單片機(jī)的高速運(yùn)行速度，采用74SL244緩沖器和74SL273鎖存器擴(kuò)展單片機(jī)I／O口，實(shí)現(xiàn)了多路遠(yuǎn)程遙控開(kāi)關(guān)量采集監(jiān)控和數(shù)字信號(hào)編碼，采用了握手和數(shù)據(jù)較驗(yàn)的方法保證了數(shù)據(jù)的可靠傳輸和控制，用SN75LBC184 RS 232／RS 485串行通信轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)了串行通信信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳送。本文的方法也可用于其他開(kāi)關(guān)量信號(hào)采集和自動(dòng)化控制場(chǎng)所，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能監(jiān)控。