基于ARM9的RTU設(shè)計

系統(tǒng)中的Task2主要完成AD采集任務(wù)Task2，本系統(tǒng)采用TI公司的ADS7952。ADS7952的AD采樣率是根據(jù)其SPI傳輸波特率來換算的，改變MCU(S3C2440A)的SPI底層驅(qū)動程序中的SPI分頻值就能實現(xiàn)不同AD采樣率的選擇。ADS7952可以根據(jù)E2PROM中的配置信息(采樣率、通道數(shù)、采樣點數(shù))工作，也可以根據(jù)Task5中讀取保持寄存器對應(yīng)表中的數(shù)據(jù)位來實時更新配置。
Task3執(zhí)行數(shù)字量輸入任務(wù)，數(shù)字量輸入包括開關(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，也可以把這兩種功能復(fù)用合并。功能復(fù)用合并實現(xiàn)方法：數(shù)字量輸入口對應(yīng)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)(即開關(guān)狀態(tài))，把開關(guān)狀態(tài)寫入Modbus離散輸入寄存器中，接著把管腳功能從GPIO引腳切換到外部中斷引腳，用于隨時獲取脈沖信號的輸入，在外部中斷函數(shù)中可以實現(xiàn)計數(shù)并且把計數(shù)值寫入Modbus輸入寄存器中。該任務(wù)執(zhí)行時間必須短，代碼必須簡練，不能在其中加入延時之類的函數(shù)，任務(wù)掛起的時間也不能太長，不然會導(dǎo)致脈沖信號輸入數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤碼。
Task4主要完成數(shù)字量輸出任務(wù)。主站RTU可以通過寫線圈寄存器來控制從站RTU固態(tài)繼電器的輸出，也可以根據(jù)要求讓從站RTU定時中斷控制繼電器輸出PWM信號。同時主站RTU可以通過讀線圈寄存器來獲取從站RTU當(dāng)前繼電器的電平輸出狀態(tài)。
Task5可執(zhí)行讀保持寄存器配置任務(wù)。當(dāng)Modbus保持寄存器中的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，根據(jù)保持寄存器對應(yīng)表(與主站協(xié)商定義的一個從站配置表)對從站RTU進(jìn)行相應(yīng)配置，包括從站基本信息、AD采樣率、AD通道數(shù)、AD采樣點數(shù)、有線無線傳輸選擇、UART波特率等等，同時把新的配置信息寫入E2PROM中。配置代碼應(yīng)該放在μC／OS-II臨界區(qū)中，臨界區(qū)中不響應(yīng)中斷，這樣才能保證新配置的程序能正常地運行。
Task6執(zhí)行測溫任務(wù)。當(dāng)RTU工作環(huán)境溫度過高時，可能會影響RTU的正常工作，測溫任務(wù)可以實時或定時把從站RTU工作溫度值寫入Mod bus輸入寄存器中，供主站RTU讀取。

3 結(jié)語
本文主要介紹了一種基于ARM9的RTU設(shè)計實現(xiàn)方法，對RTU硬件系統(tǒng)中的各個模塊設(shè)計過程進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，包括數(shù)字量輸入模塊、數(shù)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，同時提出了基于此硬件系統(tǒng)的RTU從站軟件設(shè)計方法。RTU從站采用μC／OS-II實時操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸采用Modbus／RTU通信協(xié)議。該RTU可以應(yīng)用于市政、能源、交通設(shè)施、環(huán)境、氣象、地質(zhì)、農(nóng)業(yè)等有遠(yuǎn)程終端測控站點需求的行業(yè)。