基于DSP的液晶顯示通用控制器設計

3 控制器的軟件設計
實際使用過程中，下級電力電子裝置的通訊協(xié)議可以選擇 RS232/RS485/CAN/以太網中的任意一種。圖 3為使用控制器時，某電力電子裝置系統(tǒng)的網絡結構圖。
如圖 3所示，系統(tǒng)由主控單元 MCU和輔助控制單元 ACU組成，其中 MCU使用 2個 DSP作為主控芯片。圖中每個 DSP都配置了相應的通訊模塊。用戶需要對 MCU或 ACU的相應參數(shù)進行高采樣頻率的實時監(jiān)測時，通過控制器的以太網接口使能目標單元中的以太網模塊，該模塊即可以通過以太網開始向控制器傳輸指定的參數(shù)和數(shù)據。圖中使用控制器的 CAN通訊接口連接了 MCU和 ACU的內部 CAN控制網絡，進行控制指令的發(fā)送、相關運行參數(shù)的查看和設置、系統(tǒng)控制過程中時間和指令的同步以及發(fā)送周期性的心跳幀進行系統(tǒng)通訊狀態(tài)的判斷，同時 CAN網絡也可以傳輸某些低采樣頻率的運行數(shù)據。圖中的 RS485總線作為備用通訊總線，在 CAN總線出現(xiàn)故障時投入運行。
3.1 系統(tǒng)總體軟件流程
根據上述的通訊網絡結構，可設計系統(tǒng)總體軟件流程，系統(tǒng)的軟件流程如圖 4所示。
系統(tǒng)首先上電初始化，初始化后系統(tǒng)先對 CPU和液晶進行初始化，設置必要的寄存器，清空液晶的顯示數(shù)據，使其進入相應的工作方式。
程序中每隔 10ms對按鍵掃描一次，檢查是否有鍵按下，如果有按鍵按下，則根據預先確定的工作時序控制液晶的顯示，實現(xiàn)頁面的翻轉、菜單項的移動、相關參數(shù)的修改和顯示等功能。通訊數(shù)據的接收是通過相應通訊接口的標準位查詢或接收中斷進行的。

圖4 系統(tǒng)的軟件流程圖 圖 5 CAN通訊子程序流程圖

3.2 CAN通訊實現(xiàn)
控制器的軟件設計涉及到基于 RS232總線、RS485總線、CAN總線以及以太網等 DSP數(shù)據通信接口設計，限于篇幅考慮，現(xiàn)僅簡單介紹一下 CAN通信的實現(xiàn)，其他通訊協(xié)議的實現(xiàn)與之原理大致相同。
主程序中進入相應的通訊模塊后，調用子程序，進行數(shù)據傳輸。子程序流程圖如圖 5所示。
初始化 CAN模塊,使能 CAN模塊時鐘,設置波特率及發(fā)送接收郵箱標識符,配置發(fā)送接收郵箱指向及字節(jié)數(shù),使能所有郵箱。
判斷是否需要發(fā)送數(shù)據，如現(xiàn)在模式為向目標 DSP發(fā)送命令或者發(fā)送更改的參數(shù),則進入發(fā)送數(shù)據程序,清除所有發(fā)送郵箱的發(fā)送響應位,把命令或參數(shù)數(shù)據寫入郵箱數(shù)據區(qū) ,置位發(fā)送請求寄存器中的響應標志來啟動消息發(fā)送,直到相應郵箱的發(fā)送響應標志被置位。
如果無發(fā)送指令或發(fā)送已完成,則進入接收程序。當收發(fā)器接收到總線數(shù)據時，接收郵箱未決寄存器中的相應標志位被置位。查詢這一位狀態(tài)，即可判斷是否收到數(shù)據，讀取接收郵箱里的數(shù)據后重置接收標志 RMP，等待下一次接收。
接收到數(shù)據后，數(shù)字量即可在液晶上顯示，模擬量可以通過 DA轉換器用示波器觀察。
4 總結
本文作者的創(chuàng)新點為該通用控制器可以通過 CAN、以太網、RS485、RS232等通訊方式實現(xiàn)對電力電子設備參數(shù)的修改及設置，并可通過液晶顯示。經過實際的調試和使用，本文設計的通用控制器已經應用于某牽引供電系統(tǒng)的電力電子裝置上，運行良好，抗干擾性和可靠性達到了設計要求。根據其它電力電子裝置的調試需求，本通用控制器可以靈活進行更改，操作簡便。