Блок управления источником питания Bertan 210

Кнопки Перезагрузка/Внешнее прерывание 0

Светодиоды общего назначения

Внешние контакты, обеспечивающие доступ извне ко всем АЦП, ЦАП и битам портов

Площадка для монтирования дополнительных элементов

Микроконвертер ADuC 842 [3], имеет:

-канальный, 420 kSPS , 12-bit АЦП

Два 12-битных ЦАП

Температурный сенсор

Встроенный источник опорного напряжения с температурным коэффициентом ≤15 ppm/°C

Точность 12ти разрядных АЦП/ЦАП, составляющая 0.024%, позволяет не ухудшать точность источника питания(0.25%).

Наличие теплового сенсора позволяет дополнительно программно отслеживать и компенсировать температурный дрейф АЦП и ЦАП.

Диапазон изменения напряжения на АЦП микроконвертера от 0 до +2.5В. Т.к. на ножку №6 разъёма (Programming/Monitoring) источника питания Bertan необходимо подавать напряжение от 0 до -5В (Таблица 2, строка 6), потребуется согласование соответствующих напряжений. Для этого разработана следующая схема с использованием прецизионных усилителей OP485 (Рис. 1).

Рис.1 Принципиальная схема разработанного устройств

а

Программное обеспечение

При разработке блока управления основные трудозатраты пришлись именно на разработку программного обеспечения для микроконвертора.

Программное обеспечение, необходимое для микроконвертора, включает:

Основную программу, постоянно работающую на контроллере

Программу, отвечающую за общение с системой управления по протоколу Modbus

Функции основной программы

Для защиты памяти основной программы, в структуре памяти контроллера была выделена область, называемая далее буфером (Рис. 2). Основная программа, запущенная на контроллере должна свободно работать с этой областью, а Modbus должен иметь доступ только к этой области памяти. Буфер характеризуется адресом его начала в памяти и размером в байтах.

Рис. 2 «Буфер»

Для предотвращения коллизий должна существовать возможность блокировать Modbus в те моменты, когда основная программа работает с буфером.

Основная программа должна периодически проверять, не изменилось ли какое-либо значение в буфере. В случае изменений необходимо преобразовать значение напряжения, полученное в инженерном формате, в 12ти разрядное положительное число, а затем выставить это число на АЦП.

Также, основная программа должна периодически считывать значения с АЦП, и цифрового входа, отображающие текущие значения выходных напряжения и тока блока питания и его полярности. При получении Modbus запроса от мастера с просьбой узнать значение этих параметров, основная программа должна сообщить последние сохранённые значения.

В функции основной программы также входит самокалибровка АЦП и ЦАП, используя показания встроенного температурного сенсора.

Описание протокола

Modbus

Выбранный протокол Modbus не определяет физический уровень передачи данных. Существуют реализации Modbus для RS-232/485, TCP/IP, Ethernet. Было бы нецелесообразно использовать Ethernet или TCP/IP реализацию Modbus, из-за относительно большого объёма метаданных в посылках и ограниченности имеющихся ресурсов [4].

Остановимся на стандартной спецификации Modbus для интерфейса RS-232, определяющего назначение выходов разъёмов, уровни сигналов, скорости передачи данных и наличие проверки чётности [5].

Устройства взаимодействуют, используя технологию главный-подчиненный, при которой только одно устройство (главный, master) может инициировать передачу (сделать запрос). Другие устройства (подчиненные, slave) передают запрашиваемые главным устройством данные, или производят запрашиваемые действия.

В данной реализации master - управляющий компьютер, а slave - контроллер внутри разработанного устройства.

Мастер может адресоваться к определённому подчиненному или инициировать широковещательный запрос ко всем подчиненным устройствам. Подчиненное устройство возвращает сообщение в ответ на запрос, адресуемый именно ему. При широковещательном запросе ответы не возвращаются.

Интересное из раздела

Использование специализированных микропроцессоров
Рассмотрим преимущества цифровой обработки сигналов (ЦОС) на сравнении аналоговых и цифровых фильтров. Цифровые фильтры всё чаще находят своё применение в м ...

Компьютерные сети
Компьютеры уже прочно вошли в современный мир, во все сферы человеческой деятельности и науки, тем самым создавая необходимость в обеспечении их различн ...

Амплитудная модуляция
Исследование различных видов модуляции необходимо для определения требуемых свойств каналов, сокращения избыточности модулированных сигналов и улучшения исп ...