基于CYGNAL公司C8051F060单片机的智能功率柜的设计方案
原标题:基于C8051F060单片机的智能功率柜的设计方案
概述:简要介绍了智能励磁功率柜的概念及C8051F060单片机的特点,详细论述了基于C8051F060的智能励磁功率柜的结构、原理以及与CAN总线通信的实现方法。该控制方案系统集成度高、硬件简单、工作可靠,具有很好的推广价值。
1 引言
目前,国产的励磁功率柜普遍存在检测功能不全、信息传送技术、控制和检测技术落后等问题。为了解决这一问题,本文给出了通过采用高集成度单片机C8051F060实现的智能励磁功率柜与CAN总线的通信方法,该方案具有完备的检测、控制和通信功能。
2 C8051F060单片机的特点
C8051FXX系列单片机是美国CYGNAL公司推出的一种与51系列单片机内核兼容的单片机。仅就笔者对C8051F060的使用实践介绍一下其新特点:
(1)内核采用流水线结构,速度可达25MIPS(25MHz晶振),比普通的51单片机快10倍;其指令与标准系列51单片机兼容,因而掌握开发过程非常容易;该芯片的JTAG调试方式支持在系统、全速、非插入调试和编程,且不占用片内资源。
(2)片上集成有64kB Flash、4352B内部RAM(256+4kB,可外扩至64kB)、59个I/O口、 2通道16位1MSPS的可编程增益ADC、8通道10位200kSPS可编程增益ADC、2路12位DAC、3路模拟比较器、内部电压基准以及片内电源监视、降压检测和看门狗等功能。由于C8051F060的高集成度,因而无需外扩ROM、RAM、AD、DA、watchdog、可编程I/O口和EEPROM(用片内Flash实现),从而大大简化了硬件电路,并为构成以C8051F060为核心的单片机系统创造了条件,同时也提高了系统的可靠性。
C8051F060中Flash的0X0000~0X007F地址范围既可用于片内64kB Flash,也可用于附加的128B的扇区,这可通过设置PSCTL寄存器的SFLE位来实现。由于片内Flash必须先擦除再写入,而且应当以512B为一扇区进行,故附加的128B的扇区更适合用作非易失性数据的存储。在功率柜中,通常需要在线修改的参数为PI调节器的P和I,下面以KEIL C语句为例给出在线修改参数的程序:
WrRe Flash? ?
unsigned int xdata *pwrite?
unsigned int code *pread?
unsigned char i ?
unsigned char i1?
WDTCN=0xde? //禁止看门狗
WDTCN=0xad?
FLSCL|=0x09? //25MHz时钟的擦写频率
PSCTL|=0X02? //允许Flash扇区擦除
PSCTL|=0X05? //允许Flash扇区写
pwrite=0x0000? 0x0000指向128B扇区
*pwrite=0? //擦除Flash
PSCTL&=~0X02? //禁止擦除Flash
for?i=0?i<2?i++ //将P和I参数写入
?*pwrite++=PI?i?? ?
PSCTL&=~0x01? //禁止写Flash
pread=0x0000? //读入当前值
for?i1=0?i1<2?i1++
? PI?i1?=*pread++???
4 CAN总线在励磁装置中的应用
CAN总线是主要的现场总线之一。由于其低廉的开发费用、良好的抗干扰能力,CAN总线在工业测控领域得到了广泛应用。关于CAN总线的基本概念和接口电路,其相关内容较多,本文只介绍如何用C8051F060实现CAN总线通信的方法。
4.1 C8051F060的CAN控制器结构
图4给出了C8051F060的内部CAN结构图,由于MCU不能直接访问信息RAM,因此,必须通过IF寄存器与信息RAM交换数据。信息RAM共可存储32帧信息。而IF寄存器则分为IF1和IF2两组,以分别定义为接受、发送功能,IF的CommandRequest寄存器可用于定义访问32帧信息的哪一帧,CommandMask则用于定义将一帧信息的哪一部分传到信息RAM中。
当中断寄存器IR为0x0000时,表示没有中断发生;当其为0x0001~0x0020时,表示32帧信息的哪一帧引起中断,而当其为0x8000时,则表示状态改变(发送完成、接收完成、错误状态等)引起中断。
4.2 CAN通信
通信的初始化过程与其它CAN控制器类似,图5给出了其发送、信息RAM与IF通信和接收中断子程序的框图。
4.3 CAN总线在智能功率柜中的应用
责任编辑:David
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