2.5 人機接口設(shè)計

本裝置通過4個按鍵組合可用來設(shè)定控制參數(shù)，如電壓上下限，功率因數(shù)上下限，電流互感器變比等，還可用來選擇手動運行方式還是自動運行方式。液晶顯示器選用RT12864，可顯示4排漢字，小巧精致、美觀。液晶顯示模塊在工作時顯示三相實時功率因數(shù)，通過按鍵翻閱還可以顯示三相實時電壓，有功功率，無功功率等參數(shù)。

3 軟件設(shè)計

采用模塊化的軟件設(shè)計,將軟件分成若干相對的獨立的功能模塊,并為各模塊安排適當(dāng)?shù)娜肟诤统隹趨?shù),使得模塊之間的相互連接,組合靈活方便。智能傳感器的的軟件由數(shù)據(jù)采集模塊、輸出控制模塊、CAN總線通信模塊等組成,各模塊在監(jiān)控系統(tǒng)的程序調(diào)度下協(xié)調(diào)工作。CAN總線通信模塊由3部分組成:初始化程序、發(fā)送數(shù)據(jù)程序和接受終端程序3部分組成。由于系統(tǒng)中任意時刻均可主動與其他節(jié)點通信,所以,各節(jié)點的通信程序相同。基于AT89C52和SJA1000的CAN接口模塊通過CAN總線建立通信。SJA1000的應(yīng)用程序可以被分為初始化程序、報文發(fā)送程序和報文接收程序。

3.1 CAN控制器SJA1000初始化設(shè)計

節(jié)點的初始化主要是指系統(tǒng)上電后對微處理器AT89C52和CAN控制器SJA1000進行的初始化,以確定工作主頻、波特率和輸出特性等。對AT89C52的初始化可結(jié)合其監(jiān)控任務(wù)進行,主要是對中斷允許與屏蔽、中斷優(yōu)先級、定時器的使用與設(shè)置等,由于SJA1000內(nèi)部無微處理器,故其初始化仍要通過AT89C52對其進行編程實現(xiàn)。初始化程序流程如圖3所示。

圖3 初始化程序流程圖

SJA1000的初始化應(yīng)在復(fù)位模式下進行,所以在SJA1000初始化程序中首先要將工作方式置為復(fù)位模式,之后要設(shè)置驗收濾波方式、驗收屏蔽寄存器(AMR)和驗收代碼寄存器(ACR)、波特率參數(shù)和中斷允許寄存器(IER)等。CAN協(xié)議物理層中的同步跳轉(zhuǎn)寬度和通信波特率的大小由定時寄存器BTR0、BTR1的內(nèi)容決定。需要指出的是:對于一個系統(tǒng)中的所有節(jié)點,這兩個寄存器的內(nèi)容必須相同,否則將無法進行通信。初始化設(shè)置完成后,將復(fù)位請求位置“0”,SJA1000就可以進入工作狀態(tài),執(zhí)行正常的通信任務(wù)。

3.2 CAN總線發(fā)送和接受數(shù)據(jù)程序設(shè)計

對SJA1000進行初始化建立CAN總線通信后，模塊就可以通過CAN總線發(fā)送和接收CAN數(shù)據(jù)包。消息的發(fā)送由CAN控制器SJA1000根據(jù)CAN規(guī)則自動完成，主控制器必須把要發(fā)送的信息送到SJA1000的發(fā)送緩沖器中，并設(shè)置“發(fā)送請求標(biāo)識位”于命令寄存器中。模塊向總線上發(fā)送數(shù)據(jù)包是主動的，如果一次發(fā)送不成功，可以再次發(fā)送。

CAN控制器SJA1000根據(jù)規(guī)則自動接收消息，接收到的消息放入接收緩沖器，此時接收緩沖器狀態(tài)標(biāo)識RBS置為1，此時表示接收緩沖器中有接收到的消息。主控制器必須將消息保存到程序設(shè)置的消息緩沖器中，同時釋放接收緩沖器并對消息內(nèi)容做出反應(yīng)。接收過程可以通過SJA1000的中斷請求或查詢SJA1000的標(biāo)志位來進行。

4結(jié)束語

本文介紹的通信設(shè)計方法應(yīng)用于電網(wǎng)在線無功補償控制系統(tǒng)中，其采用的短幀結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)傳輸速度快,受干擾概率低；不同的檢測設(shè)備節(jié)點同時傳輸數(shù)據(jù)時，優(yōu)先級高的節(jié)點先傳輸；采用多主式的數(shù)據(jù)傳輸方式，網(wǎng)絡(luò)上任何一個節(jié)點出錯都不會影響其它節(jié)點的正常運行的特性，從總體設(shè)計上可以看出，基于CAN總線無功補償裝置突出的優(yōu)點是使整個系統(tǒng)減少了引出線，使設(shè)備簡潔，易于擴展，同時也便于安裝、檢修和維護。

本文德主要創(chuàng)新點：將CAN現(xiàn)場總線技術(shù)用于低壓電網(wǎng)無功動態(tài)補償，使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的通訊方式擴展了系統(tǒng)的通訊結(jié)構(gòu)。采用先進的總線技術(shù)使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔，效率高，網(wǎng)絡(luò)上任何一個節(jié)點出錯都不會影響，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和適應(yīng)能力。