基于TMS320F2812集中供电系统的串口通信设计

2007-11-08 11:35:30来源: 电子设计应用

引言

集中供电系统是电量的自动计量及管理的发展趋势,它将促进电力系统的潜能得到最大限度的发挥。

本集中供电系统利用RS-485通信,网络应用计算机、通信技术等,以DSP为核心、将智能计量与通信控制单元有机结合起来。

TMS320F2812串行通信接口概述

TMS320F2812串行通信接口(SCI)是一个双线通信异步串行通信接口,为减少串口通信时CPU的开销,F2812的串口支持16级接收发送FIFO。串行通信接口支持与CPU以及其他使用费归零格式的异步外设之间的异步串行数字通信,它的接收器和发送器都是双级缓冲器,有各自独立的控制位与中断位,都可以同时工作在全双工模式下,为保证数据的完整性,串行通信接口对接收的数据进行间断检测、奇偶性、超时和帧错误检查。串行通信接口可以通过16位的波特率选择寄存器,设置多达65000种通信速度,TMS320F2812的SCI和以往的DSP的SCI相比具有两个特点:一是传送、接收都具有独立的FIFO;二是波特率可以自动检测。

集中供电系统串行通信硬件设计

本文提出了一种以RS-485协议为基础,作为网络信息控制中心的PC为上位机,采用TMS320F2812为下位机的集中供电系统,F2812负责采集实时数据,然后通过串行口,再经过RS-485接口实现电平转换,将数据上传给控制中心的上位机,上位机负责数据的处理,如图1所示。

RS-232在现代网络通信中已暴露出数据传输速度慢、传输距离短、接口处各信号间容易产生干扰等缺点。由于一般PC上提供的是标准的RS-232(串行接口)。因此,需要RS-232C/RS-485转换器进行接口转换。本系统用瑞赛特8520将RS-232信号转换成隔离的RS-485信号,无需改变PC的任何硬件和软件。RS-485接口采用的是差分传输方式,具有一定的抗共模干扰能力,但当共模电压超过RS-285接收器的极限接收电压,即大于+12V或小于-7V时,接收器就再也无法正常工作了,严重是甚至会烧毁芯片和仪器设备,因此,采用光电隔离器件是一种简单而有效的办法。

本系统采用MAX485完成RS485标准接口通信,MAX485是一种差分平衡型收发器,它采用单一电源+5V工作,额定电流为300μA,采用半双工通信方式,它完成将TTL电平转换为RS-485电平的功能,内部含有一个驱动器和接收器,驱动器有过载保护功能,RO和DI端分别为接收器的输出和驱动器的输入端,连接时只需分别与TMS320F2812的SCIRXD和SCITXD相连即可,/RE和DE端分别为接收和发送的使能端,当/RE为逻辑0时,器件处于接收状态,当DE为逻辑1时,器件处于发送状态,因为MAX485工作在半双工状态,所以只需要TMS320F2812的一个引脚控制这两个引脚即可:A端和B端分别为接收和发送的差分信号端,当A引脚的电平高于B时,代表发送的数据为1;当A的电平低于B端时,代表发送的数据为0,在与TMS320F2812连接时,接线非常简单,只需要一个信号控制MAX485的接收和发送即可,同时在A和B端之间加匹配电阻,一般可选100欧姆的电阻。

通信协议

保证PC与多个TMS320F2812的成功通信,通信双方除了要规定字符格式和波特率外,还要有一系列的约定,即要定义好软件通信协议。例如,作为发送方,必须知道什么时候发送信息,发什么,对方是否收到,收到的内容有没有错,要不要重发,怎样通知对方结束等,作为接收方,必须知道对方是否发送了信息,发的是什么,收到的信息是否有错,如果有错怎样通知重发,怎样判断结束等。

PC与TMS320F2812间的通信协议如下:

(1)通信双方的串行波特率为9600bps;

(2)帧格式:8位数据位,1位停止位,无奇偶校验;

(3)传送方式:PC采用查询方式收发数据,TMS320F2812采用中断方式收发数据。

(4)握手方式:采用软件握手。

集中供电系统通信软件设计

TMS320F2812的较强的串行通信能力。本设计中,发送数据采用的是查询方式,接收数据采用的是中断方式。当上转数据时,在中断程序或其他的子程序中置发送标志位,在主程序中查询该标志,如成立则发送数据,否则跳过发送程序,执行其他的程序,在中断方式下,DSP启动串行口后就不再询问它的状态了,依然执行自己的程序,实现DSP与串行口的并行工作。当串行口产生中断时,先向DSP申请中断,DSP响应中断后就暂时中断自己的程序,执行相应的串口中断服务程序,执行完后又返回主程序,它能使信息得到及时处理。

软件采用C语言编程

在程序的开始应先对其中一些寄存器进行初始化。相关的源程序不在此赘述了。

数据的接收和发送程序

在本系统中,从机的主要任务是对被检测设备进行故障检测和故障定位,通信软件的主要功能是接收主机的命令,并将检测的结果回送主机。数据的接收和发送流程如图2所示。

结语

本通信方案已应用于某校的集中供电系统,结果表明是可行的,能有效地实现PC和DSP在恶劣条件下基于RS-485的串行通信,实现了对用电管理的全程自动控制。

关键字:异步  发送  接收  中断

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/QTJS/200711/3854.html
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