1、基于tms320f2812的智能變送器的設(shè)計(jì)在工業(yè)應(yīng)用中常用法測(cè)量參數(shù)，但傳感器信號(hào)普通較弱，并不適合遠(yuǎn)距離傳輸，而且非線性效果不抱負(fù)，達(dá)不到較高的精度需求。本文將和ecan(增加型控制器局域網(wǎng))技術(shù)應(yīng)用于智能變送器中，以tms320f2812為核心控制器，將數(shù)據(jù)通過(guò)舉行牢靠通信，設(shè)計(jì)一種高精度智能變送器。1 系統(tǒng)組成基于ecan現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的智能變送器由上位機(jī)和智能測(cè)控節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。位于監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的上位機(jī)采納通用計(jì)算機(jī)(pc)或工控機(jī)(icp)，在isa擴(kuò)展槽用法1塊總線通信適配卡，使上位機(jī)具有總線通信功能；而位于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的多個(gè)智能測(cè)控節(jié)點(diǎn)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。挺直面對(duì)生產(chǎn)過(guò)程。圖l為系統(tǒng)組成框圖。2 e

2、can智能變送節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)智能變送器節(jié)點(diǎn)具有現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、控制以及與can總線通信功能。節(jié)點(diǎn)是以tms320f2812型dsp為核心，利用其內(nèi)部集成的ecan模塊舉行通信。其硬件由4部分組成：微控制器電路、數(shù)據(jù)采集電路、通信接口電路以及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控電路。其主要應(yīng)用電路2所示。tms320f2812通過(guò)spi串行接口與maxl400銜接，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后，通過(guò)光電隔離和電源隔離實(shí)現(xiàn)cpu單元的隔離庇護(hù)，提高通信過(guò)程的抗干擾能力。21 單片機(jī)微控器本裝置的核心器件為tms320f2812。tms320f2812 dsp內(nèi)部集成有ecan模塊，徹低兼容can20b協(xié)議，是ti公司新一代32位內(nèi)部結(jié)構(gòu)的高

3、級(jí)can控制器。該器件還集成有多種先進(jìn)的外設(shè)，為控制領(lǐng)域的應(yīng)用提供了良好的平臺(tái)。tms320f2812型dsp提高了運(yùn)算精度(32位)和系統(tǒng)的處理能力(最高達(dá)到150 mis)。該系列器件還集成有128 kb的flash存儲(chǔ)器，4kb的引導(dǎo)rom，數(shù)學(xué)運(yùn)算表及2 kb的0tprom，從而大大充實(shí)應(yīng)用的靈便性。22 數(shù)據(jù)采集傳感器模塊是實(shí)現(xiàn)ecan通信的通信終端設(shè)備之一。上位機(jī)的控制指令信息由微處理器處理后，利用傳感器舉行數(shù)據(jù)采集或?qū)ζ渑e行參數(shù)設(shè)置。通常輸入傳感器的信號(hào)幅值很小，而且混雜干擾信號(hào)以及噪聲。為了便利后續(xù)處理，首先要將信號(hào)整形成具有最佳特性的波形，有時(shí)還需要將信號(hào)線性化。本裝置可以挺

4、直與現(xiàn)場(chǎng)各種傳感器銜接，然后通過(guò)屏蔽雙絞線與上位機(jī)雙向數(shù)據(jù)傳輸。在調(diào)試中采納壓阻傳感器。為提高滿(mǎn)量程輸出，削減零點(diǎn)漂移和提高線性度，通常把感壓連成惠斯登電橋，每個(gè)橋臂電阻都比較大，普通為2 k。采納恒流源供電，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是電橋的輸出與橋臂電阻無(wú)關(guān)，同時(shí)采納雙電源供電，所以可進(jìn)一步減小對(duì)傳感器的非線性和輸出敏捷度的影響。在模數(shù)轉(zhuǎn)換方面，不采納tms320f2812內(nèi)部ad轉(zhuǎn)換器，需要一個(gè)增益可調(diào)的儀表和一個(gè)辨別率起碼在14位ad轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器信號(hào)的放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，這樣才干達(dá)到智能變送器的高精度、自動(dòng)調(diào)整量程、大量程的設(shè)計(jì)要求。對(duì)于任何智能變送器，還需要對(duì)各種傳感器舉行采樣，從而對(duì)各種傳感

5、器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)測(cè)量值舉行補(bǔ)償，提高全范圍的測(cè)量精度。這樣，還需要一個(gè)多路轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)通道間的切換。假如選用分立元件，必定會(huì)引入相當(dāng)大的功耗。這里用maxl400器件。該器件為低功耗、多通道、帶spi同步串行口的、辨別率達(dá)18位的ad轉(zhuǎn)換器。23 通信接口tms320f2812內(nèi)部集成有ecan，可以便利的接入到can總線系統(tǒng)中。因此，在設(shè)計(jì)中不必外加can控制器實(shí)現(xiàn)can總線底層協(xié)議，外部只需銜接can總線驅(qū)動(dòng)器即可實(shí)現(xiàn)can接口。這里選用sn65hvd230，可提高系統(tǒng)的眨眼抗干擾能力，增大通信距離，庇護(hù)總線，降低干擾，實(shí)現(xiàn)熱防護(hù)等。6n137系列器件是高速光耦，實(shí)現(xiàn)tms320f2812和物理

6、總線間的光電隔離，降低因?yàn)椴煌?jié)點(diǎn)的高共模引起的串?dāng)_，甚至對(duì)器件的損壞，進(jìn)而提高系統(tǒng)的牢靠性，其通信速率可高達(dá)10 mbits，徹低能滿(mǎn)足can總線通信需要。由于dsp是+33 v供電，而sn65hvd230內(nèi)部的需要5 v供電，所以在接收端銜接有r2和r3實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。24 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控電路該電路主要顯示節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)和被控對(duì)象的測(cè)量值，并按照設(shè)置對(duì)被控對(duì)象舉行控制，該電路是由液晶、輸出驅(qū)動(dòng)器件等組成。3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)是整套裝置的重要組成部分。本裝置的軟件設(shè)計(jì)是在ccs集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中用法開(kāi)發(fā)的。ccs是ti公司提高的功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，可提供環(huán)境配置、源文件編輯、程序調(diào)試、跟蹤和

7、分析等工具，在軟件環(huán)境下完成編輯、編譯鏈接、調(diào)試和數(shù)據(jù)分析等工作。31 主程序智能變送器的main函數(shù)軟件代碼如下：32 ad轉(zhuǎn)換模塊軟件設(shè)計(jì)在對(duì)maxl400舉行操作時(shí)，首先應(yīng)對(duì)其初始化。若不初始化，而挺直讀取ad轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，maxl400將按其內(nèi)部各寄存器上電復(fù)位時(shí)的缺省值舉行轉(zhuǎn)換。initmaxl400()的程序流程3所示。分離用軟件控制maxl400的drdy,cs，sclk，din和dout5個(gè)引腳的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)它的操作，maxl400的讀寫(xiě)根據(jù)嚴(yán)格的時(shí)序舉行。主程序中spirxinta_isr、spirxinta_isr分離為spi輸入、輸出子程序。measure()子程序是t

8、ms320f2812對(duì)ad轉(zhuǎn)換器采集后的數(shù)據(jù)舉行處理的過(guò)程。當(dāng)spistsspintflag=1時(shí)，cpu將spirxbuf中的值存儲(chǔ)到sci_varrx i數(shù)組中，maxl400是18位，而tms320f2812為16位處理器。所以每一個(gè)采樣值要占2個(gè)存儲(chǔ)空間。測(cè)量結(jié)果濾波采納中位值平均濾波法，即每個(gè)測(cè)量值采樣10次，去除最大值和最小值，其余8個(gè)值取算術(shù)平均值。33 ecan通信模塊軟件設(shè)計(jì)在用法ecan模塊之前首先必需對(duì)其內(nèi)部寄存器舉行初始化設(shè)置。initecan()包括：1)為正確配置2個(gè)引腳cantx和canrx，由于這兩個(gè)io口均為復(fù)用口。2)初始化位定時(shí)器，位定時(shí)器canbtc包括can控制器的通訊波特率預(yù)分頻器brp、同步跳轉(zhuǎn)寬度sjw、采樣次數(shù)sam和tsegl、tseg2。3)初始化郵箱，郵箱初始化主要設(shè)置郵箱的標(biāo)識(shí)符、控制域以及對(duì)相應(yīng)的郵箱賦初值。4 結(jié)束語(yǔ)以tms32