基于PROFIBUS的監(jiān)測子站設計

　　軸溫測量采用美國DALLAS公司生產的單總線數字式溫度測量芯片的DS18B20，工作電壓3.0V~5.5V，測溫范圍為-55℃~+125℃，具有總線結構，通過P2.0就可以實現(xiàn)對8個溫度傳感器信號的采集。

　　圖2 系統(tǒng)接口電路圖

　　4.系統(tǒng)軟件設計

　　系統(tǒng)上電后，首先要對SPC3和LCD進行初始化，配置寄存器。主程序中根據中斷請求分別調用信號采集、鍵盤顯示和通信程序。

　　4．1狀態(tài)信號采集

　　信號采集程序的調用是由定時器中斷產生的，由于監(jiān)測系統(tǒng)不參與實時控制，同時為了避免總線上大量數據的傳輸，每2秒產生一次中斷，執(zhí)行信號采集。狀態(tài)信號經過外部電路轉換后，進入MSP430單片機時都為模擬電壓信號，在程序上主要是A/D轉換和濾波。對于溫度傳感器，由于是采用總線連接，對應不同的地址，調用8次讀溫度子程序，刷新溫度緩存器中的數值，等待顯示程序和通信程序的調用。轉速測量采用定時器及中斷計數的方法。

　　4．2 鍵盤顯示

　　鍵盤采用行列掃描方式，當有按鍵動作時，產生中斷信號，執(zhí)行參數設定、顯示、翻頁等程序。LCD顯示模塊內部含有字庫，因此不需要進行字模的編寫。初始化完成后，定時向顯示緩存區(qū)送出要刷新的數據。

　　4．3通信接口

　　通信接口軟件在系統(tǒng)中較為重要，包括三部分：SPC3初始化、輸入處理和輸出處理。SPC3上電后首先要進行一次初始化，設定SPC3寄存器變量名稱、硬件模式、地址及標識號、各個BUF地址及長度、取得BUF指針。當SPC3產生信號給P1.6時，CPU產生中斷，執(zhí)行輸入處理程序，獲得總線上的指令和數據。子站在執(zhí)行狀態(tài)信號采集后，執(zhí)行一次數據輸出處理，向總線發(fā)送該子站的狀態(tài)參數。

　　4．4 GSD文件

　　編寫標準的GSD文件后，該子站就可以作為標準PROFIBUS設備使用，為各種不同的廠家所識別（系統(tǒng)主站為SIEMENS PLC-300）。GSD文件包括廠商和設備名稱、軟硬件版本號、波特率、監(jiān)控時間間隔和從站設備通道數量、類型等等。

　　5.結束語

　　基于MSP430F149及PROFIBUS-DP總線的減速機在線監(jiān)測系統(tǒng)，具有測量參數多、精度高，顯示靈活，傳輸距離遠，抗干擾能力強等優(yōu)點。在同等監(jiān)測標準下，成本遠低于其它監(jiān)測系統(tǒng)。本文以減速機為實例，闡述了具有總線結構的分布式狀態(tài)監(jiān)測子站的構建，在電力、石油、化工等領域中具有推廣價值。

　　本文作者創(chuàng)新觀點：提出了一種新的工廠在線監(jiān)測手段，將MSP430和PROFIBUS-DP總線技術結合在了一起，具有標準的總線接口，通用性很強，適用于遠距離高速傳輸。系統(tǒng)使用時方便、簡單，可以直接在LCD上顯示數據和信息，在遠程監(jiān)測中有著廣闊的應用空間。

　　【參考文獻】

　　1. SPC3 Siemens PROFIBUS Controller User Description. Siemens, 1996

　　2. SIEMENS. SPC3 User Description [R]. 1996

　　3. 蘇天諾,方彥軍.PROFIBUS-DP與HART協(xié)議轉換研究及其網關設計[J].微計算機信息,2005,10-1:12~14。

　　4. 胡大可,MSP430系列單片機接口技術及系統(tǒng)設計實例[M].北京:北京航空航天大學出版社,2002

　　5. 秦龍,MSP430單片機C語言應用程序設計 [M],北京:電子工業(yè)出版社,2006