基于CAN總線的智能繼電器研究

3 電流信號的數據采集

系統電流信號的采集，文中采用的是美國國家半導體生產的8位分辨率、雙通道A／D轉換芯片。文中之所以使用該款芯片，主要是考慮到它的體積較小、兼容性強、性價比高，更為重要的是它的數據是串行輸出，節約了單片機的管腳資源。

一般情況下，和單片通信的管腳由以下4個：片選端CS、時鐘輸入端CLK、數據輸出端DO、模式選擇輸入端DI。通過對時序圖的分析發現，DI和DO不是始終同時有效，因此在設計電路時，可以將此二管腳并接到一起作為一個管腳連接到單片機上。ADC轉換流程大致如下。首先是使能選中芯片，即要拉低片選CS，并且要保持該電平到轉換完畢，因為當CS置位的時候，該芯片是不能使用的；其次是要發送一個起始信號，這就需要在第一個時鐘的下降沿到來之前拉高DI；再次是要輸入通道選擇控制字進行轉換通道選擇，通道控制的選擇需要在接下來第2、3個脈沖下降沿來臨之前輸入兩位數據文中先后對DI輸入1，0；最后是從DO端輸出AD轉換結果，即在先在第4時鐘下降沿到第11個時鐘下降沿之間的每一個下降沿都會輸出A／D轉換結果，高位在前，共8位，接下來在從第11個時鐘下降沿到第19個時鐘下降沿的每個時鐘下降沿又一次

輸出和之前相反的數據，也是8位，只是這個時候是低位在前；最后便是拉高CS，禁止使能A／D轉換，對該2個8位數據進行比對，將轉換結果送到數據寄存器中。圖5是ADC轉換的流程圖。

4 看門狗MAX813L

在單片機構成的系統當中，單片機的工作往往會受到來自外界干擾，導致程序陷入死循環，進而使得單片機無法正常工作，單片機的手動復位又有其局限性，為此文中采用專門監測單片機運行狀態的芯片MAX813L。該芯片不僅能實現系統復位，還可以監測電源狀態，當出現掉電或者低壓等情況時保護重要數據。

4．1 系統復位

當系統受到某些干擾的影響，使得系統程序跑飛，當該芯片的看門狗信號輸入端WDI在超過1．6 s時間內得不到清除定時器的脈沖時，看門狗輸出管腳WDO將由高電平變為低電平，根據圖6會發現，復位輸入端MR會被拉低成低電平，當這個低電平保持時間在140 ms以上時，復位信號輸出端RST會復位信號，從而復位CPU。根據前面分析，系統的正常運行需要最多以1．6 s的時間間隔給看門狗輸入端輸入脈沖。文中使用定時器0的工作方式1每隔50 ms給看門狗芯片一個清定時器脈沖。喂狗的實現代碼如圖7所示。

4．2 電源監視

當電源故障輸入管腳的電位低于1．25 V時，電源故障輸出端的電平會由高變低，導致微處理器P32管腳的電平發生變化，進而觸發外部中斷0，執行中斷服務程序，即凍結寄存器的內容，保存RAM中的數據，激活掉電模式，進入掉電工作狀態。要想退出掉電模式，系統必須復位。電源監視的部分代碼如圖8所示。