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基于PROFIBUS的監(jiān)測子站設(shè)計

作者: 時間:2016-12-19 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  軸溫測量采用美國DALLAS公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字式溫度測量芯片的DS18B20,工作電壓3.0V~5.5V,測溫范圍為-55℃~+125℃,具有總線結(jié)構(gòu),通過P2.0就可以實現(xiàn)對8個溫度傳感器信號的采集。

  圖2 系統(tǒng)接口電路圖

  4.系統(tǒng)軟件設(shè)計

  系統(tǒng)上電后,首先要對SPC3和LCD進行初始化,配置寄存器。主程序中根據(jù)中斷請求分別調(diào)用信號采集、鍵盤顯示和通信程序。

  4.1狀態(tài)信號采集

  信號采集程序的調(diào)用是由定時器中斷產(chǎn)生的,由于監(jiān)測系統(tǒng)不參與實時控制,同時為了避免總線上大量數(shù)據(jù)的傳輸,每2秒產(chǎn)生一次中斷,執(zhí)行信號采集。狀態(tài)信號經(jīng)過外部電路轉(zhuǎn)換后,進入MSP430單片機時都為模擬電壓信號,在程序上主要是A/D轉(zhuǎn)換和濾波。對于溫度傳感器,由于是采用總線連接,對應(yīng)不同的地址,調(diào)用8次讀溫度子程序,刷新溫度緩存器中的數(shù)值,等待顯示程序和通信程序的調(diào)用。轉(zhuǎn)速測量采用定時器及中斷計數(shù)的方法。

  4.2 鍵盤顯示

  鍵盤采用行列掃描方式,當(dāng)有按鍵動作時,產(chǎn)生中斷信號,執(zhí)行參數(shù)設(shè)定、顯示、翻頁等程序。LCD顯示模塊內(nèi)部含有字庫,因此不需要進行字模的編寫。初始化完成后,定時向顯示緩存區(qū)送出要刷新的數(shù)據(jù)。

  4.3通信接口

  通信接口軟件在系統(tǒng)中較為重要,包括三部分:SPC3初始化、輸入處理和輸出處理。SPC3上電后首先要進行一次初始化,設(shè)定SPC3寄存器變量名稱、硬件模式、地址及標(biāo)識號、各個BUF地址及長度、取得BUF指針。當(dāng)SPC3產(chǎn)生信號給P1.6時,CPU產(chǎn)生中斷,執(zhí)行輸入處理程序,獲得總線上的指令和數(shù)據(jù)。子站在執(zhí)行狀態(tài)信號采集后,執(zhí)行一次數(shù)據(jù)輸出處理,向總線發(fā)送該子站的狀態(tài)參數(shù)。

  4.4 GSD文件

  編寫標(biāo)準(zhǔn)的GSD文件后,該子站就可以作為標(biāo)準(zhǔn)PROFIBUS設(shè)備使用,為各種不同的廠家所識別(系統(tǒng)主站為SIEMENS PLC-300)。GSD文件包括廠商和設(shè)備名稱、軟硬件版本號、波特率、監(jiān)控時間間隔和從站設(shè)備通道數(shù)量、類型等等。

  5.結(jié)束語

  基于MSP430F149及PROFIBUS-DP總線的減速機在線監(jiān)測系統(tǒng),具有測量參數(shù)多、精度高,顯示靈活,傳輸距離遠,抗干擾能力強等優(yōu)點。在同等監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)下,成本遠低于其它監(jiān)測系統(tǒng)。本文以減速機為實例,闡述了具有總線結(jié)構(gòu)的分布式狀態(tài)監(jiān)測子站的構(gòu)建,在電力、石油、化工等領(lǐng)域中具有推廣價值。

  本文作者創(chuàng)新觀點:提出了一種新的工廠在線監(jiān)測手段,將MSP430和PROFIBUS-DP總線技術(shù)結(jié)合在了一起,具有標(biāo)準(zhǔn)的總線接口,通用性很強,適用于遠距離高速傳輸。系統(tǒng)使用時方便、簡單,可以直接在LCD上顯示數(shù)據(jù)和信息,在遠程監(jiān)測中有著廣闊的應(yīng)用空間。

  【參考文獻】

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  2. SIEMENS. SPC3 User Description [R]. 1996

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  5. 秦龍,MSP430單片機C語言應(yīng)用程序設(shè)計 [M],北京:電子工業(yè)出版社,2006


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