基于CAN總線(xiàn)的數字保護系統設計
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McBSP在內部發(fā)送時(shí)鐘Internal CLKX的上升沿發(fā)送數據，而在內部接收時(shí)鐘Internal CLKR的下降沿接收數據。反之，MCP2510在外部時(shí)鐘CLK的上升沿接收數據，在外部時(shí)鐘CLK的下降沿發(fā)送數據。根據前面對時(shí)鐘與幀同步信號的分析可知：Internal CLKX、Internal CLKR與CLK為同一時(shí)鐘，要保證可靠收發(fā)數據，必須配置發(fā)送時(shí)鐘極性位CLKXP=1（Internal CLKX 與 CLKX反相）和接收時(shí)鐘極性位CLKRP=1（Internal CLKR 與 CLKR反相）。這樣，一方在上升沿發(fā)送，另一方在下降沿接收，通信可靠；否則雙方在同一時(shí)鐘的同一邊沿收發(fā)數據，不能保證可靠通信。
3通信軟件流程設計
DSP通過(guò)McBSP與MCP2510的SPI接口傳送數據。MCP2510的發(fā)送寄存器作為發(fā)送緩沖區的映射寄存器，DSP通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)發(fā)送寄存器將數據傳送到發(fā)送緩沖區。MCP2510有6個(gè)過(guò)濾器，CAN總線(xiàn)上通過(guò)接收過(guò)濾器過(guò)濾的數據首先被放到接收緩沖區中。接收寄存器作為接受緩沖區的映射寄存器，DSP通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)接收寄存器來(lái)接受緩沖區中的數據。
圖4 CAN發(fā)送子程序框圖
DSP與MCP2510之間的通信過(guò)程分兩步：① 按照以上分析得出的結論對McBSP的控制寄存器配置，發(fā)送過(guò)程為：將數據寫(xiě)入McBSP的發(fā)送寄存器DXR，然后通過(guò)發(fā)送移位寄存器XSR將數據經(jīng)引腳BDX移出發(fā)送，接收過(guò)程為：通過(guò)McBSP引腳BDR接收的數據移入接收移位寄存器RSR，并復制這些數據到接收緩沖寄存器RBR，然后再復制到接受寄存器DRR，最后由DSP讀入。② McBSP與MCP2510之間的通信按照McBSP內部配置好的時(shí)鐘、幀同步信號交換數據。
為了提高通信效率，DSP發(fā)送采取主動(dòng)發(fā)送方式，由DSP的HD口(配置為IO口)和MCP2510的TXRTS端相連，以選擇發(fā)送緩沖單元，發(fā)送流程如圖4所示；而接收采取中斷方式，一旦MCP2510接收緩沖器滿(mǎn)，則發(fā)中斷信號給DSP，通知DSP讀取數據，接收流程如圖5所示。
本文針對CAN總線(xiàn)短字節通信實(shí)時(shí)性好、可靠性高的特點(diǎn)，分析了CAN總線(xiàn)在數字保護系統中的應用可行性，給出了DSP的McBSP與CAN控制器接口的硬件配置方案和軟件設計流程。在數字保護系統中實(shí)際通信試驗所得到的數據證明CAN通信方案高效可靠,能夠滿(mǎn)足數字繼電保護對實(shí)時(shí)通信的要求，充分發(fā)揮了CAN總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。
本文作者創(chuàng )新點(diǎn)：針對CAN總線(xiàn)的特點(diǎn)論述了數字繼電保護中CAN總線(xiàn)應用的可行性，詳細分析了TMS320VC54X DSP的高速、雙向、多通道帶緩沖串行接口McBSP的內部時(shí)鐘和同步信號流程，由此得出McBSP與CAN控制器接口的主從方式選擇，時(shí)鐘信號、幀同步信號的產(chǎn)生，數據收發(fā)的沿邊選擇，時(shí)序配合等寄存器關(guān)鍵位的配置。
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