为了优化软件设计,兼顾开发效率和代码运行速度,对测控程序中一些实时性或运算能力要求很高的模块采用汇编语言编程,如参数实时控制、浮点数运算、数据采集、传感器校准、定时显示、EEPROM存取等,同时把这些嵌入到C程序中进行处理。针对一般参数测量仪校准操作繁琐的缺陷,采用AT24C02串行EEPROM,编制了参数校准模块,既可避免每次开机校准,又可按使用情况进行自动标定、校准,提高了仪器的测量精度和执行的准确性。
3.3通信接口软件设计
Profibus-DP接口模块的软件设计主要包括3个部分:LPC932A1的SAPs缓存初始化、与主站通信的主程序(见图4)、LPC2114与LPC932A1的SPI通信。
LPC932A1嵌入了能模拟简单Profibus-DP现场总线协议的程序。LPC932A1的初始化包括:设置符合Profibus-DP通信协议要求的UART中断和传输的波特率,设置SPI通信,设置写入参数缓存区、诊断缓存区、地址缓存区以及交换数据缓存区。
LPC932A1与Profibus-DP主站的通信发生在从站开始接收主站发送的报文前,通过响应UART中断来接收报文。然后判断所接收到的报文是否为发送给本站的报文,如果不是就结束中断,等待下一个报文。如果是,则判断是否要改变本站地址,如果不要改,就以SPI通信方式与LPC2114进行数据传输。最后把经过处理后的符合Profibus-DP协议报文发送给主站,发送成功后就等待下一个循环的到来。
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LPC932A1与LPC2114以SPI的方式进行通信。LPC2114响应SPI中断,并开始接收LPC932A1发送过来的经协议转换处理的报文。由于LPC2114所接收到的报文格式会相对简单,所以不需要占用LPC2114过多的资源。要注意的是,在SPI通信方式中,LPC932A1应设置为主,LPC2114设置为从。
4 结束语
本文从开发的角度阐述了一种新型的智能断路器多参数采集系统设计。采用LPC932A1和LPC2114两块微处理芯片组成的具有Profibus-DP通信功能的智能低压断路器控制器,具有自身的优点,可以有效地改善控制实时性。在工业、建筑及基础项目的建设中,具有通讯功能的新一代断路器,在初始化参数、组态、诊断、测试、维护及能量管理方面打开了全新的应用空间。
本文作者创新点:1.利用PROFIBUS-DP的总线网络来控制智能断路器,选用了51单片机LPC932A1来实现Profibus总线通信;2.智能断路器的微处理器采用的是具有ISP和IAP功能的LPC2114微处理器,它具有高速多接口的特点,只要用软件精心设计就可以以最少的器件完成所要求的性能;3.该测控系统采用了高精度、具有温度补偿功能的实时时钟芯片SD2304FLP来实现温度检测和实时时钟;4.采用先进的频率自适应同步快速交流采样算法。
参考文献
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