Описание протокола обмена пик 120.1 с хост- процессором
Команды, получаемые ПИК 120.1 от ХОСТ-процессора, имеют следующий формат:
NUL,SYN,NUM,COM,CS
где NUL - стартовая посылка (00h);
SYN - синхронизация (16h);
NUM - номер (адрес) ПИК (40h…43h);
COM - командная посылка;
CS - контрольная сумма, подсчитанная для NUM,COM.
Команды, посылаемые ПИК 120.1 ХОСТ-процессору, имеют формат:
NUL,SYN,NUM,COM,LEN,DATA,...,DATA,CS
где NUL - стартовая посылка;
SYN - синхронизация (16h;
NUM - номер (адрес) ПИК 120.1 (40h…43h);
COM - командная посылка;
LEN - длина посылки данных;
DATA - передаваемые данные;
CS - контрольная сумма, подсчитанная для
NUM,COM, LEN,DATA,...,DATA;
Далее приведен набор команд, которые могут быть переданы от внешнего контроллера к ПИК 120.1, и описание ответной реакции ПИК 120.1 на команды:
“D” - Считать 120М цифровых входов. В ответ ПИК 120.1 передаёт данные от 120 цифровых входов (15 байт).
"V" - Опрос версии. В ответ ПИК 120.1 передаёт 1 байт, содержащий номер версии (текущая версия 05).
“#” - Ошибка. Получен неизвестный код команды. Данных нет.
Этот символ ПИК передаёт в случае ошибки в принятой посылке.
“P” – Сбой питания. В этом случае ПИК отвечает на команду “D” в течение 1 сек после сбоя питания посылкой “P”.
Примечание:
Время между посылками байтов не должно превышать 10 сек, иначе произойдет “переинициализация” последовательного порта (UART).
Устройство и работа пик 120.1
На рисунке 1 изображена функциональная схема прибора ПИК 120.1.
На сто двадцать цифровых дифференциальных входов оптронного преобразователя могут поступать постоянные напряжения в диапазоне –36В £ U £ +36В или переменные напряжения амплитудой 36В и частотой 50Гц. Эти напряжения через ограничительные резисторы прикладываются к аппозитно включённым светодиодам входных оптронов.
Все 120 дифференциальных пар входов образуют 15 восьмиканальных групп. В каждой группе “возвратные” провода каналов 2…7 объединены в “возвратный” провод группы, а первый канал имеет независимый “возвратный” провод.
Примечание: “Возвратный” провод – провод дифференциальной входной пары, в цепи которого нет токозадающего резистора.
Каналы с независимым “возвратным” проводом позволяют подключать гальванически развязанные сигналы, что расширяет возможности использования ПИК 120.1.
Эмиттерные выводы фототранзисторов оптронов каждой группы через последовательно соединённые с ними диоды также объединены в одну цепь (провода К1…К15). Далее, цепи поступают на выходы порта В и С микроконтроллера. Устанавливая высокий уровень напряжения на каком-либо проводе Кх, можно блокировать выходы соответствующей группы оптронов.
Коллекторы фототранзисторов одноимённых групп оптронов нагружены на общий резистор, образуя схему “ИЛИ” (в каждой из восьми сборок по 15 коллекторов). Для фототранзисторов первых оптронов в группах это цепь “OUT1”, для вторых ”OUT2”,…, для восьмых “OUT8”. Эти цепи “OUT1”…”OUT8” соединены с восемью входами преобразователя, формирующего на своих выходах напряжения с уровнями ТТЛ. Если на каком-либо цифровом входе активной группы оптронов есть напряжение, то на соответствующем выходе преобразователя присутствует низкий уровень напряжение. В противном случае на выходе формируется постоянное напряжение +5В.
В каждый момент времени активной может быть только одна группа оптронов. На выходе преобразователя формируются напряжения, соответствующие этой группе оптронов, и подаются на восемь входов порта С и Е микроконтроллера для дальнейшего преобразования этого ряда сигналов в один байт.
Независимо от посылок ХОСТ-процессора прибор ПИК 120.1 непрерывно ведёт обработку сигналов, поступающих на цифровые входы.
Электропитание микроконтроллера и других активных и пассивных компонентов ПИК 120.1 осуществляется от стабилизатора напряжения +5В. На вход стабилизатора подаётся нестабильное напряжения +10В от внешнего выпрямителя.
Связь микроконтроллера с управляющим ХОСТ-процессором осуществляется по двум последовательным линиям Rx и Tx типа «токовая петля». Выходы микроконтроллера и линия связи соединены через развязывающие оптронные преобразователи. Кроме того, возможна связь с использованием конвертора RS-485, который размещён в блоке источника питания и обмена шкафа УКС-4 соответствующего исполнения. Скорость передачи информации равна 9600 бодам.
Примечание: линии связи «токовая петля» и RS-485 могут использоваться только по отдельности.
Одновременно к линии связи может быть подключено 16 приборов ПИК 120.1. Поэтому в составе системы каждому прибору ПИК 120.1 необходимо присвоить адрес в диапазоне от 0 до 15. Адрес ПИК 120.1 задается перемычками JP1…JP4 в двоичном коде: наличие перемычки «GND - Nx» означает «0» в разряде «Nx» адреса, отсутствие перемычки - «1» в соответствующем разряде адреса. Перемычки расположены на плате А1.
Рисунок 1.