基于CAN總線的數(shù)字保護系統(tǒng)設計
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McBSP在內部發(fā)送時鐘Internal CLKX的上升沿發(fā)送數(shù)據(jù)，而在內部接收時鐘Internal CLKR的下降沿接收數(shù)據(jù)。反之，MCP2510在外部時鐘CLK的上升沿接收數(shù)據(jù)，在外部時鐘CLK的下降沿發(fā)送數(shù)據(jù)。根據(jù)前面對時鐘與幀同步信號的分析可知：Internal CLKX、Internal CLKR與CLK為同一時鐘，要保證可靠收發(fā)數(shù)據(jù)，必須配置發(fā)送時鐘極性位CLKXP=1（Internal CLKX 與 CLKX反相）和接收時鐘極性位CLKRP=1（Internal CLKR 與 CLKR反相）。這樣，一方在上升沿發(fā)送，另一方在下降沿接收，通信可靠；否則雙方在同一時鐘的同一邊沿收發(fā)數(shù)據(jù)，不能保證可靠通信。
3通信軟件流程設計
DSP通過McBSP與MCP2510的SPI接口傳送數(shù)據(jù)。MCP2510的發(fā)送寄存器作為發(fā)送緩沖區(qū)的映射寄存器，DSP通過訪問發(fā)送寄存器將數(shù)據(jù)傳送到發(fā)送緩沖區(qū)。MCP2510有6個過濾器，CAN總線上通過接收過濾器過濾的數(shù)據(jù)首先被放到接收緩沖區(qū)中。接收寄存器作為接受緩沖區(qū)的映射寄存器，DSP通過訪問接收寄存器來接受緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)。
圖4 CAN發(fā)送子程序框圖
DSP與MCP2510之間的通信過程分兩步：① 按照以上分析得出的結論對McBSP的控制寄存器配置，發(fā)送過程為：將數(shù)據(jù)寫入McBSP的發(fā)送寄存器DXR，然后通過發(fā)送移位寄存器XSR將數(shù)據(jù)經引腳BDX移出發(fā)送，接收過程為：通過McBSP引腳BDR接收的數(shù)據(jù)移入接收移位寄存器RSR，并復制這些數(shù)據(jù)到接收緩沖寄存器RBR，然后再復制到接受寄存器DRR，最后由DSP讀入。② McBSP與MCP2510之間的通信按照McBSP內部配置好的時鐘、幀同步信號交換數(shù)據(jù)。
為了提高通信效率，DSP發(fā)送采取主動發(fā)送方式，由DSP的HD口(配置為IO口)和MCP2510的TXRTS端相連，以選擇發(fā)送緩沖單元，發(fā)送流程如圖4所示；而接收采取中斷方式，一旦MCP2510接收緩沖器滿，則發(fā)中斷信號給DSP，通知DSP讀取數(shù)據(jù)，接收流程如圖5所示。
本文針對CAN總線短字節(jié)通信實時性好、可靠性高的特點，分析了CAN總線在數(shù)字保護系統(tǒng)中的應用可行性，給出了DSP的McBSP與CAN控制器接口的硬件配置方案和軟件設計流程。在數(shù)字保護系統(tǒng)中實際通信試驗所得到的數(shù)據(jù)證明CAN通信方案高效可靠,能夠滿足數(shù)字繼電保護對實時通信的要求，充分發(fā)揮了CAN總線的優(yōu)點。
本文作者創(chuàng)新點：針對CAN總線的特點論述了數(shù)字繼電保護中CAN總線應用的可行性，詳細分析了TMS320VC54X DSP的高速、雙向、多通道帶緩沖串行接口McBSP的內部時鐘和同步信號流程，由此得出McBSP與CAN控制器接口的主從方式選擇，時鐘信號、幀同步信號的產生，數(shù)據(jù)收發(fā)的沿邊選擇，時序配合等寄存器關鍵位的配置。
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