SCADA系統中交流采樣器設計

LP2407A集成了CAN控制器，擴展一片CAN收發器就構成了CAN接口電路。收發器選用Philips公司的P82C250，具體電路如圖5。

P82C250是5V電源供電，與LF2407A連接要加電平轉移電路。R301、D301完成3．3V電平向5V電平轉移；R302、R303完成5V電平向3．3V電平轉移。

其他如串口擴展電路、SRAM擴展電路、液晶擴展電路等為通用電路．在此不做闡述。

2軟件設計

2．1嵌入式軟件設計思想

借鑒Windows編程中基于消息驅動的思想，在嵌入式軟件中引入基于消息的處理方泫。嵌入式系統的消息可以分為：鍵盤輸入命令、系統接口電路產生的狀態信息(如報警、越限等)以及上位機命令。消息的接收采用中斷方式，確保消息可靠及時的接收；時間要求非常苛刻的消息，如電機保護，在中斷直接處理；其他消息在主程序中對消息進行解析執行。程序設計思想可以用圖6表示。

本系統通過CAN總線接收上位機的命令（接收消息）。CAN接收方式采用中斷方式．當上位機下達命令時，該裝置通過中斷及時接收．實時任務直接在中斷程序中完成，滿足系統的實時性要求；非實時任務則將該命令存入消息(或命令)緩沖區，等待在主函數中查詢處理。

2．2程序整體框圖

整個程序由主函數、功能函數、CAN通信中斷函數、DSP的定時器T1的周期中斷(采樣中斷)函數構成。

DSP的CAN控制器接收中斷采用DSP的內核中斷1；定時器T1的周期中斷采用DSP的內核中斷2，用來定期觸發MAXl25進行A／D轉換。關于LF2407A的中斷編程可參見文獻[1～2]。

主函數main()的流程如圖7所示。

主函數先初始化系統，啟動實時采樣，實時采樣一直運行并始終保持有多個周期的波形數據，供故障錄波后觀察故障點前后幾個周期的波形，以便分析故障原因。然后進入消息處理的循環程序。從流程圖可以看到，程序先檢查消息(或命令)緩沖區，若有消息／命令，則調用相應功能函數執行命令，判斷是否到計算周期以確定是否調用計算函數，然后回到消息處理入口；若沒有消息等待處理，則判斷100ms計算周期是否到(計算周期可以調整)。若到，則計算一遍電參數，判斷是否有越限情況。若有越限則通知上位機，然后返回到消息處理入口，重復開始消息(或命令)的解析執行。消息接收程序以中斷方式在后臺運行。

2．3功能函數設計

功能函數由主函數main()調用，下面介紹幾種主要的功能函數。限于篇幅，函數沒有展開，只列出函數名。

計算電參數的函數：void Calc()；

向上位機傳送電參數值的函數：unsigned int Send_AcqData()；

執行參數設定命令的函數：unsigned int Set_Parameter()；

向上位機傳送報警數據的函數：unsigned Int Send_AlarmnData()；

向上位機傳送錄波數據的函數：unsigned Int Send_WaveRecordData()；

本交流采樣系統已運行在鐵路水電遠動系統的FTU(Field Terminal Unit)中，與上位機通信的應用層協議采用DeviceNet協議。實際證明該系統功能正常、性能穩定。