基于CAN總線的智能繼電器研究

3 電流信號的數(shù)據(jù)采集

系統(tǒng)電流信號的采集，文中采用的是美國國家半導(dǎo)體生產(chǎn)的8位分辨率、雙通道A／D轉(zhuǎn)換芯片。文中之所以使用該款芯片，主要是考慮到它的體積較小、兼容性強(qiáng)、性價(jià)比高，更為重要的是它的數(shù)據(jù)是串行輸出，節(jié)約了單片機(jī)的管腳資源。

一般情況下，和單片通信的管腳由以下4個(gè)：片選端CS、時(shí)鐘輸入端CLK、數(shù)據(jù)輸出端DO、模式選擇輸入端DI。通過對時(shí)序圖的分析發(fā)現(xiàn)，DI和DO不是始終同時(shí)有效，因此在設(shè)計(jì)電路時(shí)，可以將此二管腳并接到一起作為一個(gè)管腳連接到單片機(jī)上。ADC轉(zhuǎn)換流程大致如下。首先是使能選中芯片，即要拉低片選CS，并且要保持該電平到轉(zhuǎn)換完畢，因?yàn)楫?dāng)CS置位的時(shí)候，該芯片是不能使用的；其次是要發(fā)送一個(gè)起始信號，這就需要在第一個(gè)時(shí)鐘的下降沿到來之前拉高DI；再次是要輸入通道選擇控制字進(jìn)行轉(zhuǎn)換通道選擇，通道控制的選擇需要在接下來第2、3個(gè)脈沖下降沿來臨之前輸入兩位數(shù)據(jù)文中先后對DI輸入1，0；最后是從DO端輸出AD轉(zhuǎn)換結(jié)果，即在先在第4時(shí)鐘下降沿到第11個(gè)時(shí)鐘下降沿之間的每一個(gè)下降沿都會輸出A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果，高位在前，共8位，接下來在從第11個(gè)時(shí)鐘下降沿到第19個(gè)時(shí)鐘下降沿的每個(gè)時(shí)鐘下降沿又一次

輸出和之前相反的數(shù)據(jù)，也是8位，只是這個(gè)時(shí)候是低位在前；最后便是拉高CS，禁止使能A／D轉(zhuǎn)換，對該2個(gè)8位數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，將轉(zhuǎn)換結(jié)果送到數(shù)據(jù)寄存器中。圖5是ADC轉(zhuǎn)換的流程圖。

4 看門狗MAX813L

在單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)當(dāng)中，單片機(jī)的工作往往會受到來自外界干擾，導(dǎo)致程序陷入死循環(huán)，進(jìn)而使得單片機(jī)無法正常工作，單片機(jī)的手動(dòng)復(fù)位又有其局限性，為此文中采用專門監(jiān)測單片機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的芯片MAX813L。該芯片不僅能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位，還可以監(jiān)測電源狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)掉電或者低壓等情況時(shí)保護(hù)重要數(shù)據(jù)。

4．1 系統(tǒng)復(fù)位

當(dāng)系統(tǒng)受到某些干擾的影響，使得系統(tǒng)程序跑飛，當(dāng)該芯片的看門狗信號輸入端WDI在超過1．6 s時(shí)間內(nèi)得不到清除定時(shí)器的脈沖時(shí)，看門狗輸出管腳WDO將由高電平變?yōu)榈碗娖?，根?jù)圖6會發(fā)現(xiàn)，復(fù)位輸入端MR會被拉低成低電平，當(dāng)這個(gè)低電平保持時(shí)間在140 ms以上時(shí)，復(fù)位信號輸出端RST會復(fù)位信號，從而復(fù)位CPU。根據(jù)前面分析，系統(tǒng)的正常運(yùn)行需要最多以1．6 s的時(shí)間間隔給看門狗輸入端輸入脈沖。文中使用定時(shí)器0的工作方式1每隔50 ms給看門狗芯片一個(gè)清定時(shí)器脈沖。喂狗的實(shí)現(xiàn)代碼如圖7所示。

4．2 電源監(jiān)視

當(dāng)電源故障輸入管腳的電位低于1．25 V時(shí)，電源故障輸出端的電平會由高變低，導(dǎo)致微處理器P32管腳的電平發(fā)生變化，進(jìn)而觸發(fā)外部中斷0，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，即凍結(jié)寄存器的內(nèi)容，保存RAM中的數(shù)據(jù)，激活掉電模式，進(jìn)入掉電工作狀態(tài)。要想退出掉電模式，系統(tǒng)必須復(fù)位。電源監(jiān)視的部分代碼如圖8所示。