基于A(yíng)RM9的RTU設計

系統中的Task2主要完成AD采集任務(wù)Task2，本系統采用TI公司的ADS7952。ADS7952的AD采樣率是根據其SPI傳輸波特率來(lái)?yè)Q算的，改變MCU(S3C2440A)的SPI底層驅動(dòng)程序中的SPI分頻值就能實(shí)現不同AD采樣率的選擇。ADS7952可以根據E2PROM中的配置信息(采樣率、通道數、采樣點(diǎn)數)工作，也可以根據Task5中讀取保持寄存器對應表中的數據位來(lái)實(shí)時(shí)更新配置。
Task3執行數字量輸入任務(wù)，數字量輸入包括開(kāi)關(guān)量輸入和脈沖信號量輸入，可以把這兩種功能的端口分開(kāi)，也可以把這兩種功能復用合并。功能復用合并實(shí)現方法：數字量輸入口對應的MCU管腳先作為普通GPIO引腳，讀取其GPIO狀態(tài)寄存器獲取高低電平狀態(tài)(即開(kāi)關(guān)狀態(tài))，把開(kāi)關(guān)狀態(tài)寫(xiě)入Modbus離散輸入寄存器中，接著(zhù)把管腳功能從GPIO引腳切換到外部中斷引腳，用于隨時(shí)獲取脈沖信號的輸入，在外部中斷函數中可以實(shí)現計數并且把計數值寫(xiě)入Modbus輸入寄存器中。該任務(wù)執行時(shí)間必須短，代碼必須簡(jiǎn)練，不能在其中加入延時(shí)之類(lèi)的函數，任務(wù)掛起的時(shí)間也不能太長(cháng)，不然會(huì )導致脈沖信號輸入數據出現誤碼。
Task4主要完成數字量輸出任務(wù)。主站RTU可以通過(guò)寫(xiě)線(xiàn)圈寄存器來(lái)控制從站RTU固態(tài)繼電器的輸出，也可以根據要求讓從站RTU定時(shí)中斷控制繼電器輸出PWM信號。同時(shí)主站RTU可以通過(guò)讀線(xiàn)圈寄存器來(lái)獲取從站RTU當前繼電器的電平輸出狀態(tài)。
Task5可執行讀保持寄存器配置任務(wù)。當Modbus保持寄存器中的數據發(fā)生變化時(shí)，根據保持寄存器對應表(與主站協(xié)商定義的一個(gè)從站配置表)對從站RTU進(jìn)行相應配置，包括從站基本信息、AD采樣率、AD通道數、AD采樣點(diǎn)數、有線(xiàn)無(wú)線(xiàn)傳輸選擇、UART波特率等等，同時(shí)把新的配置信息寫(xiě)入E2PROM中。配置代碼應該放在μC／OS-II臨界區中，臨界區中不響應中斷，這樣才能保證新配置的程序能正常地運行。
Task6執行測溫任務(wù)。當RTU工作環(huán)境溫度過(guò)高時(shí)，可能會(huì )影響RTU的正常工作，測溫任務(wù)可以實(shí)時(shí)或定時(shí)把從站RTU工作溫度值寫(xiě)入Mod bus輸入寄存器中，供主站RTU讀取。

3 結語(yǔ)
本文主要介紹了一種基于ARM9的RTU設計實(shí)現方法，對RTU硬件系統中的各個(gè)模塊設計過(guò)程進(jìn)行了詳細的介紹，包括數字量輸入模塊、數字量輸出模塊、模擬量輸入模塊、RS232通信模塊、RS485通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊、存儲器模塊、E2PROM和測溫模塊等等，同時(shí)提出了基于此硬件系統的RTU從站軟件設計方法。RTU從站采用μC／OS-II實(shí)時(shí)操作系統，數據傳輸采用Modbus／RTU通信協(xié)議。該RTU可以應用于市政、能源、交通設施、環(huán)境、氣象、地質(zhì)、農業(yè)等有遠程終端測控站點(diǎn)需求的行業(yè)。