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基于双DSP及VI技术的无线测控系统设计

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2．2 DSP的A／D及SCI接口无线通信设计关键技术

在无线通信设计中，考虑现场一般的工业接口标准及要求和RS 485特点，采取基于RS 485无线通信的方案。

因DSP的SCI端口输出的是TTL电平，与RS 485电平不匹配，因此选择MAX485芯片将DSP的TTL电平转换为RS 485电平。MAX485是用于RS485通信的低功耗收发器。如图2所示，其引脚1，2，3，4分别为RO，，DE，DI。R0为接收器输出；为接收器输出使能；DE为驱动器输出使能；DI为驱动器输入。DI和RO分别接DSP的SCITXD和SCIRXD引脚，通过DSP的I／O端口来使能RO和DI。无线通信模块选择SRWF-1可提供ISM频段的工作频率，无需申请频点，且基于FSK调制，采用高效无线通信协议，标准配置可提供8个信道。提供2个串口，3种接口方式，支持有无校验两种数据结构。

在软件设计时的初始化及主程序中，需对SRWF-1的SLEEP，RESET和MAX485的和DE引脚进行相应配置，控制引脚电平，消除系统中发送部分存在的总线悬浮现象，控制数传模块的工作状态。

3 系统软件设计关键技术

系统软件设计的关键技术包括对下位机DSP的A／D采样和无线串口通信协议的制定；虚拟仪器与SQL Server数据库的接口设计和基于Web的虚拟仪器的实现。

3．1 通信协议

在无线发送和接收通信中，通信协议是上下位机进行准确通信的有效保证。在DSP实现的双余度下位机和上位机通信中，如何根据下位机所设置波特率设定数据帧传输格式，上位机如何识别信息来源，如何控制双DSP及根据A／D转换精度如何正确传输数据，这些是要解决的关键问题。

双DSP采用并行工作模式，定义一DSP的ID为00，另一DSP的ID为01，定义每个DSP的通道ID为0000～1111，又由于TMS320LF2407系列DSP的A／D转换精度为10位，因此定义通信协议如下：

每个A／D转换的采样数据由两个数据帧发送，这样具有ID号的数据被上位机接收后即可判别数据来自于哪个DSP的哪个通道。同样，上位机控制DSP的控制信号也通过ID号反馈到下位机中需要控制的DSP。

3．2 DSP软件设计

DSP2407包括串行通信(SCI)模块，支持CPU与其他使用标准格式的异步外设之间数据通信。SCI模块有两个外部引脚，即发送数据引脚SCITXD和接收数据引脚SCIRXD。通过一个16位的波特率选择寄存器(SCIHBAUD和SCILBAUD)可设置串口通信波特率。

SCI异步波特率=SYSCLK／[(BRR+1)×8]，DSP系统时钟为20 MHz，若希望设置波特率为9 600 b／s，则BRR=20×106／(9 600×8)-1=259 ≈103H，所以SClHBAUD与SCILBAUD寄存器分别写入01H与03H。

基于DSP功能模块化的特点，其程序中有关串行通信的是：初始化设置时钟源模块，得到所需的CPU-CLK和SYSCLK；设置SCI模块，初始化各SCI控制寄存器；编写串行通信中断服务子程序，即可完成DSP与PC之间的串行通信。其中，时钟源设置和SCI控制寄存器设置都在主程序的初始化部分完成。SCI中断服务子程序流程图如图4所示。

3．3 上位机软件设计

3．3．1 LabVIEW与数据库接口的设计

以数据库为中心，构建基于数据库的虚拟仪器系统已成为现代测试测量系统的发展趋势。

SQL工具包是利用开放数据库互连(Open Database Connectivity，ODBC)接口访问数据库的。0DBC是微软公司开放服务结构(Windows Open Services Architecture，WOSA)中有关数据库的一个组成部分，它建立了一组规范，并提供了一组对数据库访问的标准应用程序编程接口(Application Program Interface，API)函数，这些API函数利用SQL语言来完成其大部分任务。利用SQL工具包中的动态SQL语句执行工具，实现了数据库的访问。用LabVIEW实现数据库的访问一般包括7个环节，如数据库联接、SQL准备、参数个数获取、参数类型设置、SQL语句执行、执行完毕、断开联接。图5示出将一个浮点数据插入数据库的功能程序，说明了LabVIEW中开发SQL Server数据库的方法。

3．3．2 基于Web的虚拟仪器软件技术

一般解决方法是在客户端的浏览器上运行某种插件，如ActiveX或Java的Applet，利用网上传输过来的现场数据重现现场的虚拟仪器，这种方法将需要大量的网络编程工作量。为此，采用NI的DataSocket技术解决网络编程问题。DataSocket建立在TCP／IP协议的基础之上，可以通过计算机网络向多个远端的终端同时广播现场数据。

National Instruments DataSocket包括两个组件DataSocket Server Manager和DataSocket Server。利用DS(DataSocket Server)技术传输数据则必须在发布数据的机器上打开DataSocket Server，发布数据的程序通过它进行数据传输，输入数据的程序找到它接收数据。

DS函数与DS服务器的通讯采用自己的传输协议DSTP(DataSocket Transfer Protocol)。使用这个协议时用与WWW浏览器相似的统一资源定位符URL(Uniform Resotlrce Loeator)连接数据资源，这些数据资源可以是位于DS，HTTP和FTP服务器中的数据文件，或是本机的数据文件。

如对图6所示曲线数据进行传输，其DataSocketConnection设置如图7所示。