基于Cortex-M3和Modbus协议的可控调压设计系统

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1、基于Cortex-M3和Modbus协议的可控调压设计系统杨霞玲，夏路易，冯丽娜，杜斌（太原理工大学信息工程学院，太原030024）摘要：木文介绍了一种以Cortex-M3微处理器为核心、基于Modbus通信协议的可控调压设计系统，分析了系统的功能，并且给出系统总体设计方案。该设计系统采用SafeRTOS操作系统实现了调压模块的软件设计，以C#为开发平台实现了上位机的软件设计，利用Modbus通信协议实现了上位机、M3微处理器、三相电压表头Z间的数据传输。实验结果表明：该调压模块能够准确实现调压控制和数据传输。关

2、键词：Cortex-M3；Modbus协议；调压模块中图分类号：TP29ControllableRegulatorDesignSystemBasedonCortex-M3andModbusProtocolYANGXialing,XIALuyi,FENGLina,DUBin（InformationSchool,TaiyuanUniversityofTechnology,TaiYaun030024）Abstract:AcontrollableregulatordesignsystembasedonModbusprot

3、ocolusingCortex-M3microprocessoraskenelwasintroduced・Thesystemfunctionswereanalyzedandtheoveralldesignschemewasintroduced・ThesystemachievedthesoftwaredesignofregulatormoduleusingtheSafeRTOSoperatingsystemandPCsoftwaredesignusingC#asthedevelopmentplatform.Thed

4、atatransmissionbyModbusprotocolwasimplementedbetweenPC,M3microprocessorandthree-phasevoltmeter.Theexperimentresultsshowthattheregulatormodulecanachievethecontrollableregulatoranddatatransmissionaccurately.Keywords:Cortex一M3;Modbusprotocol;regulatormodule0引言工业

5、生产屮，经常需要对电压、电流、温度等过程控制量进行控制和调节，许多数据采集监测系统和控制系统都是由工控机来实现，但由于其在体积和能耗等不町避免的劣势，故而很难实现设备口动控制的冃的。而嵌入式系统以计算机为基础，软件和破件同时工作，能够很好的实现工业要求⑴。随着嵌入式系统的发展，简单单片机已经不能满足工业生产的要求，而32位微处理器以其功能强、可靠性好、功耗低等优势受到了工业自动控制系统的青睐12］。以高性能嵌入式微处理器为核心构建新一代的数据采集监测和自动控制系统成为了一个重要的发展方向Ho为满足实验环境对电压可

6、调整的要求设计可控电压调节单元，对现有机械接触式调压器改造加装机壳及电控和显示单元。Modbus总线技术是一个基于主机/客户端模式的多接入点的网络架构，每个Modbus节点之间通过报文的形势进行通信，它的物理层接口可以口由选择3本文釆用的物理接口是RS-485,因为这种方式在数据传输速率和距离上都有明显的优势。本文介绍了一种以Cortex-M3微处理器为核心，采丿IJModbus通信协议的可控调压设计系统，实现了Modbus主站和从站的数据通信，口动控制调压以及简单的人机交互等功能。作者简介：杨霞玲，（1988-

7、）,女,硕士，主耍研究方向：控制工程领域。通信联系人：夏路易，（1952-）,男，教授，主耍研究方向：单片机，电子信E-mail:yiluxia@yahoo.com.cn1系统总体设计1.1系统功能可控调压设计系统由调压器系统和上位机两部分组成，它们之间采用Modbus协议进行通讯。调压器系统包括调压器模块调压器、电动机、电动机驱动组件（I占I态继电器及保护电路）、电源组件、带液品显示的主控制板，就地控制组件和整机箱体等几个部件。调压器系统分为就地控制和远程控制两种工作模式，月.它们之间互不影响。通过采集一个遵循

8、Modbus协议的三相电压表头屮的电压信号，经过过RS485总线传递到M3微处理器屮，由微处理器处理后输出，经驱动电路在液品屏上显示当前电压值。在液品屏上可实现皋本的人机交互，支持触摸屏的功能，能显示当前电压值，报警状态和参数设置功能，可以设置报警上下限和调节精度等参数，有过限报警和口动控制功能。采用EEPROM芯片储存参数，保证在掉电情况下设置的参数能够保存下来。同时调