DSP光纖監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案解析

0引言
　　中性束注入加速極電源是為國(guó)家大科學(xué)工程超導(dǎo)托克馬克聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）研制的一套高壓大功率脈沖電源。此電源采用PulseStepModulaTION技術(shù)，用80個(gè)相同的1100v/100A輸出的電源模塊串聯(lián)而成，其額定輸出為：80kv/80A，最大脈寬1000s。由于該電源置于高壓、強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下，因此，為保證該電源系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，須對(duì)各電源模塊的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過(guò)對(duì)各種方案的比較，采用計(jì)算機(jī)RS232口和DSP（DigitalSignalProcessor，數(shù)字信號(hào)處理器）的RS232口通過(guò)光纖轉(zhuǎn)換器組建光纖環(huán)網(wǎng)。整個(gè)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性價(jià)比高，易擴(kuò)充等優(yōu)點(diǎn)。
　　1 光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
　　1.1 光纖網(wǎng)絡(luò)硬件
　　該光纖監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)采用RS485總線的單主多從結(jié)構(gòu)，主站用PC機(jī)，從站用DSP，采用多模光纖連接，組建成帶雙環(huán)自愈功能的光纖環(huán)網(wǎng)。帶雙環(huán)自愈功能光纖環(huán)網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上某個(gè)節(jié)點(diǎn)的光纖轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)故障時(shí)，其它節(jié)點(diǎn)仍能正常通訊。光纖轉(zhuǎn)換器采用武漢邁威公司生產(chǎn)的MWF5100P，它把RS232信號(hào)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的光信號(hào)傳輸。DSP采用TI公司的TMS320LF2407A。
　　主站串口COM1與各從站通訊，主站發(fā)出信號(hào)，從站經(jīng)過(guò)判斷決定是否要發(fā)送數(shù)據(jù)給主控計(jì)算機(jī)。當(dāng)遇到故障時(shí)主站可以發(fā)出信號(hào)使所有的電源模塊復(fù)位。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見(jiàn)（圖1）。
　　
　　1.2 光纖網(wǎng)絡(luò)軟件
　　主站采用MSCOMM控件編寫(xiě)的WINDOWS系統(tǒng)的通訊界面，簡(jiǎn)單易用。可以根據(jù)需要設(shè)定不同的參數(shù)。從站采用TI公司針對(duì)TMS320C2XX開(kāi)發(fā)的一套集成開(kāi)發(fā)環(huán)境CC（CODECOMPOSE）。CC采用圖形接口，提供編輯指令、參數(shù)修改工具，能對(duì)TMS320C2000系列DSP進(jìn)行指令級(jí)的仿真和進(jìn)行可視化的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，可大大提高開(kāi)發(fā)者的工作效率，縮短應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期。
　　DSP多處理器通訊有兩種方法：空閑線模式和地址位模式。由于地址位模式在高的發(fā)送速度下，程序速度不足以避免在傳輸流中的一個(gè)10bit的空閑，且空閑線模式與RS232通訊兼容，因此該光纖網(wǎng)絡(luò)采用空閑線通訊模式。
　　主站通過(guò)COM1口與從站通訊，用軟件中斷的方法接收從站上傳的信息。主站不管是接收還是發(fā)送的數(shù)據(jù)都是NRZ（非歸零）格式的。NRZ的格式包括以下組成部分：一個(gè)起始位、1~8個(gè)數(shù)據(jù)位，一個(gè)奇偶校驗(yàn)位（可選）、1或2個(gè)停止位。
　　從站接收到一幀數(shù)據(jù)時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)中斷，并判斷是否與自己的虛擬地址一致。主站與從站的設(shè)定如下：從站虛擬地址從01到80，當(dāng)從站接收到的數(shù)據(jù)與自己的地址一致時(shí)，發(fā)送信息給主站，否則處于等待接收狀態(tài)（圖2），各從站之間不通訊，同一時(shí)刻只有一個(gè)從站發(fā)送信息給主站。DSP有一個(gè)RS232通訊口，程序通過(guò)接收中斷、發(fā)送中斷，接收指令和發(fā)送指令進(jìn)行通訊。