基于DSP的液晶显示通用控制器设计

3 控制器的软件设计
实际使用过程中，下级电力电子装置的通讯协议可以选择 RS232/RS485/CAN/以太网中的任意一种。图 3为使用控制器时，某电力电子装置系统的网络结构图。
如图 3所示，系统由主控单元 MCU和辅助控制单元 ACU组成，其中 MCU使用 2个 DSP作为主控芯片。图中每个 DSP都配置了相应的通讯模块。用户需要对 MCU或 ACU的相应参数进行高采样频率的实时监测时，通过控制器的以太网接口使能目标单元中的以太网模块，该模块即可以通过以太网开始向控制器传输指定的参数和数据。图中使用控制器的 CAN通讯接口连接了 MCU和 ACU的内部 CAN控制网络，进行控制指令的发送、相关运行参数的查看和设置、系统控制过程中时间和指令的同步以及发送周期性的心跳帧进行系统通讯状态的判断，同时 CAN网络也可以传输某些低采样频率的运行数据。图中的 RS485总线作为备用通讯总线，在 CAN总线出现故障时投入运行。
3.1 系统总体软件流程
根据上述的通讯网络结构，可设计系统总体软件流程，系统的软件流程如图 4所示。
系统首先上电初始化，初始化后系统先对 CPU和液晶进行初始化，设置必要的寄存器，清空液晶的显示数据，使其进入相应的工作方式。
程序中每隔 10ms对按键扫描一次，检查是否有键按下，如果有按键按下，则根据预先确定的工作时序控制液晶的显示，实现页面的翻转、菜单项的移动、相关参数的修改和显示等功能。通讯数据的接收是通过相应通讯接口的标准位查询或接收中断进行的。

图4 系统的软件流程图 图 5 CAN通讯子程序流程图

3.2 CAN通讯实现
控制器的软件设计涉及到基于 RS232总线、RS485总线、CAN总线以及以太网等 DSP数据通信接口设计，限于篇幅考虑，现仅简单介绍一下 CAN通信的实现，其他通讯协议的实现与之原理大致相同。
主程序中进入相应的通讯模块后，调用子程序，进行数据传输。子程序流程图如图 5所示。
初始化 CAN模块,使能 CAN模块时钟,设置波特率及发送接收邮箱标识符,配置发送接收邮箱指向及字节数,使能所有邮箱。
判断是否需要发送数据，如现在模式为向目标 DSP发送命令或者发送更改的参数,则进入发送数据程序,清除所有发送邮箱的发送响应位,把命令或参数数据写入邮箱数据区 ,置位发送请求寄存器中的响应标志来启动消息发送,直到相应邮箱的发送响应标志被置位。
如果无发送指令或发送已完成,则进入接收程序。当收发器接收到总线数据时，接收邮箱未决寄存器中的相应标志位被置位。查询这一位状态，即可判断是否收到数据，读取接收邮箱里的数据后重置接收标志 RMP，等待下一次接收。
接收到数据后，数字量即可在液晶上显示，模拟量可以通过 DA转换器用示波器观察。
4 总结
本文作者的创新点为该通用控制器可以通过 CAN、以太网、RS485、RS232等通讯方式实现对电力电子设备参数的修改及设置，并可通过液晶显示。经过实际的调试和使用，本文设计的通用控制器已经应用于某牵引供电系统的电力电子装置上，运行良好，抗干扰性和可靠性达到了设计要求。根据其它电力电子装置的调试需求，本通用控制器可以灵活进行更改，操作简便。