基于RS-485的串行通信实现集中供电系统的通信应用设计方案
引言
集中供电系统是电量的自动计量及管理的发展趋势，它将促进电力系统的潜能得到最大限度的发挥。
本集中供电系统利用rs-485通信，网络应用计算机、通信技术等，以dsp为核心、将智能计量与通信控制单元有机结合起来。
tms320f2812串行通信接口概述
tms320f2812串行通信接口（sci）是一个双线通信异步串行通信接口，为减少串口通信时cpu的开销，f2812的串口支持16级接收和发送fifo。串行通信接口支持与cpu以及其他使用费归零格式的异步外设之间的异步串行数字通信，它的接收器和发送器都是双级缓冲器，有各自独立的控制位与中断位，都可以同时工作在全双工模式下，为保证数据的完整性，串行通信接口对接收的数据进行间断检测、奇偶性、超时和帧错误检查。串行通信接口可以通过16位的波特率选择寄存器，设置多达65000种通信速度，tms320f2812的sci和以往的dsp的sci相比具有两个特点：一是传送、接收都具有独立的fifo；二是波特率可以自动检测。
集中供电系统串行通信硬件设计
本文提出了一种以rs-485协议为基础，作为网络信息控制中心的pc为上位机，采用tms320f2812为下位机的集中供电系统，f2812负责采集实时数据，然后通过串行口，再经过rs-485接口实现电平转换，将数据上传给控制中心的上位机，上位机负责数据的处理，如图1所示。
rs-232在现代网络通信中已暴露出数据传输速度慢、传输距离短、接口处各信号间容易产生干扰等缺点。由于一般pc上提供的是标准的rs-232（串行接口）。因此，需要rs-232c/rs-485转换器进行接口转换。本系统用瑞赛特8520将rs-232信号转换成隔离的rs-485信号，无需改变pc的任何硬件和软件。rs-485接口采用的是差分传输方式，具有一定的抗共模干扰能力，但当共模电压超过rs-285接收器的极限接收电压，即大于+12v或小于-7v时，接收器就再也无法正常工作了，严重是甚至会烧毁芯片和仪器设备，因此，采用光电隔离器件是一种简单而有效的办法。
本系统采用max485完成rs485标准接口通信，max485是一种差分平衡型收发器，它采用单一电源+5v工作，额定电流为300μa，采用半双工通信方式，它完成将ttl电平转换为rs-485电平的功能，内部含有一个驱动器和接收器，驱动器有过载保护功能，ro和di端分别为接收器的输出和驱动器的输入端，连接时只需分别与tms320f2812的scirxd和scitxd相连即可，/re和de端分别为接收和发送的使能端，当/re为逻辑0时，器件处于接收状态，当de为逻辑1时，器件处于发送状态，因为max485工作在半双工状态，所以只需要tms320f2812的一个引脚控制这两个引脚即可：a端和b端分别为接收和发送的差分信号端，当a引脚的电平高于b时，代表发送的数据为1；当a的电平低于b端时，代表发送的数据为0，在与tms320f2812连接时，接线非常简单，只需要一个信号控制max485的接收和发送即可，同时在a和b端之间加匹配电阻，一般可选100欧姆的电阻。
通信协议
保证pc与多个tms320f2812的成功通信，通信双方除了要规定字符格式和波特率外，还要有一系列的约定，即要定义好软件通信协议。例如，作为发送方，必须知道什么时候发送信息，发什么，对方是否收到，收到的内容有没有错，要不要重发，怎样通知对方结束等，作为接收方，必须知道对方是否发送了信息，发的是什么，收到的信息是否有错，如果有错怎样通知重发，怎样判断结束等。
pc与tms320f2812间的通信协议如下：
（1）通信双方的串行波特率为9600bps；
（2）帧格式：8位数据位，1位停止位，无奇偶校验；
（3）传送方式：pc采用查询方式收发数据，tms320f2812采用中断方式收发数据。
（4）握手方式：采用软件握手。
集中供电系统通信软件设计
tms320f2812的较强的串行通信能力。本设计中，发送数据采用的是查询方式，接收数据采用的是中断方式。当上转数据时，在中断程序或其他的子程序中置发送标志位，在主程序中查询该标志，如成立则发送数据，否则跳过发送程序，执行其他的程序，在中断方式下，dsp启动串行口后就不再询问它的状态了，依然执行自己的程序，实现dsp与串行口的并行工作。当串行口产生中断时，先向dsp申请中断，dsp响应中断后就暂时中断自己的程序，执行相应的串口中断服务程序，执行完后又返回主程序，它能使信息得到及时处理。
软件采用c语言编程
在程序的开始应先对其中一些寄存器进行初始化。相关的源程序不在此赘述了。
数据的接收和发送程序
在本系统中，从机的主要任务是对被检测设备进行故障检测和故障定位，通信软件的主要功能是接收主机的命令，并将检测的结果回送主机。数据的接收和发送流程如图2所示。
结语
本通信方案已应用于某校的集中供电系统，结果表明是可行的，能有效地实现pc和dsp在恶劣条件下基于rs-485的串行通信，实现了对用电管理的全程自动控制。
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