MSP430單片機(jī)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)

3.4 通訊電路

通訊模塊是本系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，控制器通過通訊模塊實(shí)現(xiàn)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)及有關(guān)信息的上傳和基本參數(shù)、控制命令等的接收，能否設(shè)計(jì)一個(gè)較為成功的通信電路將直接影響到控制器的調(diào)試、功能及其可用性

由于30A高頻開關(guān)電源模塊模擬和數(shù)字共地，噪聲干擾強(qiáng)度大，使ADM2483的5V電源畸形波動(dòng)，最終導(dǎo)致通訊不能正常工作。所以ADM2483供電的5V電源是經(jīng)過DC-DC轉(zhuǎn)換所得。B0505S的輸出電流100mA滿足供電需求。ADM2483內(nèi)部采用磁耦隔離。

4 軟件部分設(shè)計(jì)

軟件部分由數(shù)據(jù)采集模塊、參數(shù)計(jì)算模塊、中斷報(bào)警模塊、內(nèi)部存儲(chǔ)模塊、通訊中斷模塊、控制模塊等幾個(gè)部分組成，如圖6所示：

圖6 軟件框圖

根據(jù)軟件框圖所示各部分內(nèi)容，下面給出主程序的流程圖（圖7），在主程序中，主要完成初始化各個(gè)外設(shè)寄存器及變量、讀取歷史信息、實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)檢查報(bào)警信息并及時(shí)將各種狀態(tài)信息上傳上位機(jī)，下面主要介紹一下數(shù)據(jù)采集部分和通訊部分：

圖7 主程序流程圖

4.1 數(shù)據(jù)采集部分

MSP430F155內(nèi)部集成的12位精度的A/D轉(zhuǎn)換模塊內(nèi)置參考電平發(fā)生器和采樣保持電路，最大采樣速率達(dá)200Ksps，轉(zhuǎn)換時(shí)間短，能適應(yīng)輸入信號(hào)的變化，且具有很強(qiáng)的抗干擾能力，能夠滿足系統(tǒng)的需要?？刂破鲗?duì)二個(gè)信號(hào)進(jìn)行采樣，對(duì)應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換通道的3, 4通道，分別為:模塊的輸出電壓和輸出電流。

為了確保采樣點(diǎn)在同一個(gè)采樣周期內(nèi)，軟件采用定時(shí)中斷采樣法。定時(shí)中斷時(shí)間t=T/N，其中t為定時(shí)中斷時(shí)間，N為采樣的點(diǎn)數(shù)，采樣點(diǎn)數(shù)的選擇還要考慮測(cè)量數(shù)據(jù)的精度和運(yùn)算速度的因素。以滿足MSP430F155運(yùn)行的需要。

本系統(tǒng)高頻晶振為8MHz，用TimerB作為定時(shí)中斷器，定時(shí)器計(jì)數(shù)值為8000,即每隔1000us采一個(gè)點(diǎn)，每秒可采1000個(gè)數(shù)據(jù)。采集程序流程如圖8所示。

圖8 數(shù)據(jù)采集模塊流程圖

圖9 通訊模塊流程圖

4.2 通訊部分

要保證通訊成功， 單片機(jī)必須能處理以下問題:單片機(jī)可以識(shí)別外部傳來的附加在命令之上的數(shù)據(jù):單片機(jī)應(yīng)該能夠識(shí)別無效指令通信中，單片機(jī)應(yīng)能處理一些通信錯(cuò)誤，并對(duì)錯(cuò)誤做出相應(yīng)的處理;不管收到任何傳送給本機(jī)的命令，本機(jī)都應(yīng)做出相應(yīng)的響應(yīng)。通信協(xié)議包含下面幾個(gè)部分的內(nèi)容:命令部分、數(shù)據(jù)部分、編號(hào)部分、誤檢測(cè)部分和起始字、結(jié)束字，其流程圖如圖9所示。

5 結(jié)束語

綜上所述， MSP430單片機(jī)通過軟件和硬件的設(shè)計(jì)，充分地在它的抗干擾性、運(yùn)算速度快等性能。在電力系統(tǒng)操作電源中可以安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求，并且已經(jīng)在正式的產(chǎn)品中開始應(yīng)用。