基于P87C591可通信智能电流继电器的设计

隔1 ms进行一次模拟数据采集和转换，在转换的间隙MAX197处于低电流关断状态。

2.6 节点电源

智能节点系统中所需的+5 V直流电源，需将有效值为220 V、频率为50 Hz的交流电经降压、整流和滤波，再经过降压和稳压电路后作为节点的电源。

2.7 通信部分

集成在P87C591中的CAN控制器SJA1000和CAN高速收发器PCA82C250以及高速光电耦合器6N137构成通信的主要部分，其中SJA1000是实现CAN总线通信的核心芯片，与收发器82C250配套使用，组成完整的CAN通信接口。SJA1000工作模式采用BasicCAN模式，满足数据传输量不大的一般性工控场合，故被本系统采用。单片机对SJA1000进行控制及收发数据均通过对SJA1000的内部寄存器的读写访问来实现的，操作如同访问外部RAM。PCA82C250负责与CAN物理层的连接，接收和发送数据。为了增强CAN总线节点的抗干扰能力，P87C591的TXDC和RXDC(即SJA1000的TX和RX)通过高速光耦6N137后与PCA82C250相连，光耦部分电路所采用的两个电源必须完全隔离，这样才能达到隔离的作用。为了防止PCA82C 250受过流的冲击，CANH和CANL引脚各自通过一个5 Ω的电阻与CAN总线相连。另外，在CANH和CANL与地之间并联2个30pF的小电容，以滤除总线上的高频干扰和防电磁辐射口。

　　3 上位控制PC机节点软硬件设计

3.1 硬件接口

CAN-232采用ZLGCAN-232转换卡，PC只需经RS 232接口简单连接即可实现CAN数据通信，进行CAN信息帧的接收发送。CAN-232接口卡也可以直接应用到嵌入式系统中，可在不改变已有硬件结构的情况下使嵌人式产品具有CAN通信接口。RS 232总线接口部分是转换卡板和PC机之间交换数据的桥梁，PC机之间的数据交换是通过MAX232实现的，其将232电平转换成TTL电平。CAN通讯部分实现了CAN物理层和数据链路层协议，板卡中由带CAN控制器的处理器P87C591构成。

3.2 软件设计

可通信智能继电器节点的主要任务是能够独立完成线路电流的实时监控和保护功能，并且能够利用CAN总线接口与上位控制PC进行双向数字通信功能。其中数据采集和转换程序在T0中断服务程序中进行，通信收发在CAN中断子程序中进行。主程序采用循环查询的方法检测有无按键，然后定时处理一些如显示数据更新、通信待发数据准备和接收数据处理等。

在智能节点控制系统软件设计中，为了充分而合理的利用硬件资源并且构建一个清晰的程序构架，把程序大致分为：初始化程序、数据采集和转换程序、监控存储程序、按键和显示程序、CAN通信程序、数据、计算处理程序以及起整体调度作用的主程序等模块。主程序流程如图3所示。

采用VB对上位软件进行编程，调用CAN232智能CAN接口卡随机提供功能强大的CAN接口函数库文件(232CAN.h、232CAN.lib、232CAN.dl l)，从而很方便的实现了CAN协议CAN2.0A和CAN2.0B规范PeliCAN的数据通讯。

上位PC节点的监控制程序和下位节点的设计相类似，也使用了模块化的设计方法。可以很方便的在现有的程序基础之上进行改造，通过添加新的模块以达到功能扩展的需要。

上位PC节点的监控软件主要由主界面、历史数据和参数设定界面组成。其中主界面包含了上位节点设计中的主要和功能操作：串口和总线参数的设定、通信连接、数据发送、应答信息和工作状态以及监控数据显示等。历史数据界面通过在上位PC节点的Windows操作系统下用Acess软件建立一个数据库，如表1所示的数据为下位节点在一定时间内运行采集的电流值。在VB中调用两个控件Data和DBGrid将数据库和上位节点的监控界面连接起来。参数设定界面可对节点的设定电流值和时间值进行修改，然后点击设定输入按钮即可完成设定参数的发送。

4 结语

本文设计的基于CAN总线可通信的智能电流继电器，不仅能够完成传统意义下电磁式电流继电器、时间继电器和信号继电器组合在一起才能实现的限时速切功能，还可使现场电器与上位机实现双向通信功能。通过上位PC机直接对电流和时间参数进行设定，还可直接从上位机查看继电器采集的线路实时状况参数(如线路电流和继电器动作情况)。不但通讯效率高、抗干扰性强、传输距离较远，而且与其他总线相比具有造价低廉、实现简易的优势，在低成本自动化领域将有着广泛的应用前景。