SCADA系统中交流采样器设计

LP2407A集成了CAN控制器，扩展一片CAN收发器就构成了CAN接口电路。收发器选用Philips公司的P82C250，具体电路如图5。

P82C250是5V电源供电，与LF2407A连接要加电平转移电路。R301、D301完成3．3V电平向5V电平转移；R302、R303完成5V电平向3．3V电平转移。

其他如串口扩展电路、SRAM扩展电路、液晶扩展电路等为通用电路．在此不做阐述。

2软件设计

2．1嵌入式软件设计思想

借鉴Windows编程中基于消息驱动的思想，在嵌入式软件中引入基于消息的处理方泫。嵌入式系统的消息可以分为：键盘输入命令、系统接口电路产生的状态信息(如报警、越限等)以及上位机命令。消息的接收采用中断方式，确保消息可靠及时的接收；时间要求非常苛刻的消息，如电机保护，在中断直接处理；其他消息在主程序中对消息进行解析执行。程序设计思想可以用图6表示。

本系统通过CAN总线接收上位机的命令（接收消息）。CAN接收方式采用中断方式．当上位机下达命令时，该装置通过中断及时接收．实时任务直接在中断程序中完成，满足系统的实时性要求；非实时任务则将该命令存入消息(或命令)缓冲区，等待在主函数中查询处理。

2．2程序整体框图

整个程序由主函数、功能函数、CAN通信中断函数、DSP的定时器T1的周期中断(采样中断)函数构成。

DSP的CAN控制器接收中断采用DSP的内核中断1；定时器T1的周期中断采用DSP的内核中断2，用来定期触发MAXl25进行A／D转换。关于LF2407A的中断编程可参见文献[1～2]。

主函数main()的流程如图7所示。

主函数先初始化系统，启动实时采样，实时采样一直运行并始终保持有多个周期的波形数据，供故障录波后观察故障点前后几个周期的波形，以便分析故障原因。然后进入消息处理的循环程序。从流程图可以看到，程序先检查消息(或命令)缓冲区，若有消息／命令，则调用相应功能函数执行命令，判断是否到计算周期以确定是否调用计算函数，然后回到消息处理入口；若没有消息等待处理，则判断100ms计算周期是否到(计算周期可以调整)。若到，则计算一遍电参数，判断是否有越限情况。若有越限则通知上位机，然后返回到消息处理入口，重复开始消息(或命令)的解析执行。消息接收程序以中断方式在后台运行。

2．3功能函数设计

功能函数由主函数main()调用，下面介绍几种主要的功能函数。限于篇幅，函数没有展开，只列出函数名。

计算电参数的函数：void Calc()；

向上位机传送电参数值的函数：unsigned int Send_AcqData()；

执行参数设定命令的函数：unsigned int Set_Parameter()；

向上位机传送报警数据的函数：unsigned Int Send_AlarmnData()；

向上位机传送录波数据的函数：unsigned Int Send_WaveRecordData()；

本交流采样系统已运行在铁路水电远动系统的FTU(Field Terminal Unit)中，与上位机通信的应用层协议采用DeviceNet协议。实际证明该系统功能正常、性能稳定。