基于lonworks网络的pid控制节点的设计

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1、基于LonWorks网络的PID控制节点的设计

2、第1内容加载中...摘要介绍了基于Neuron芯片的Lonotorola和日本东芝两大芯片制造商生产的，共有两个系列MC143150和MC143120。本设计采用的是MC143150，可带片外存储器类型。该类型专门用于需要较大应用程序的传感器控制系统。MC143150芯片内部有三个CPU，即：介质访问CPU，网络CPU，应用CPU。它们与片内存储器、网络通讯接口、定时／计数器、I/O口驱动电路通过16位地址总线和８位数据总线相连。芯片内部结构示意图如２所示。Neuron芯片有11个可编程的I/O引脚，并提供四

3、类共34种I/O对象。通过引脚的不同配置，为外部硬件提供灵活的接口，实现不同的I/O对象。这四类I/O对象为：直接I/O、并行I/O、串行I/O和计时器／计数器I/O对象。本设计选用串行I/O对象中的Neuronｗａｒｅ对象。该对象通过Neuron芯片11个引脚中的IO.8~IO.10进行三线串行传输，IO.0～IO.7可作为片选信号输出。数据传输以8位为单位，一次最多可传输255位。对于10MHz晶振输入的Neuron芯片，其串行时钟频率为20kHz，串行数据传输速率满足现场控制要求。Neuron芯片的输入／输出对象中有parallel并行I/O对象。该对

4、象有3.3Mbps的高传输速率，但由于其适用于８位并行数据，而且占用I/O引脚较多，功能扩展较复杂。所以不采用并行I/O对象。2.2节点硬件／软件设计500)this.style.ouseg(this)">信号采集部分，采用高速、串行12位、8通道模数转换器MAX186。现场４～20mA测量信号经过200Ω精密电阻变为0.8～4V电压，进入MAX186的输入通道。MAX186具有一个内部4.096V基准源，每一通道带跟踪／保持（T/H）电路，最高采样频率可达133kHz。其SCLK、Din、Dout引脚分别与Neuron芯片的IO.8、IO.9、IO.10相

5、连。IO.1作为MAX186的片选信号（／CＳ）。MAX186的控制字的写入与转换数据的输出通过串行数据线完成。其各个输入通道由控制字进行选择。MAX186外部接线简洁。信号采集电路如图３所示。MAX186接口程序为：IO_8neuroasterselect(IO_1)MAX186／／定义I/O对象为neuroer_expires(clock_1))／／定时／计数器clock_1满事件驱动／／Io_out(MAX186_CS,0);／／选中MAX186//Io_out(MAX186,10001111);／／向MAX186送控制字：选择通道0，单极性，单端输

6、入，外部时钟模式／／Input=io_in(MAX186,INPUT,16);／／输入转换结果／／Input=input＞＞４Io_out(MAX186_CS,1)500)this.style.ouseg(this)">／／不选中MAX186，结束信号采集／／控制运算部分主要通过对Neuron芯片编程完成。Neuron芯片的编程语言为由ANSIC发展而来的NeuronC语言。它包括对ANSIC的扩展，并增添了一些较强的功能，如：网络变量类型，事件调度A信号，所以需要将MAX538的电压输出转换成电流信号，为此选用AD694完成电压／电流转换。AD694具有

7、内部电压基准，可输出作为MAX538的D/A转换基准，简化了电路设计，节省了空间。另外，AD694有较强的驱动能力，对于需要免除噪声的４～20mA信号传递以驱动操作电子管、传动装置和其他控制器件，它是理想的选择。500)this.style.ouseg(this)">本PID控制节点设计为两路输出，片选信号分别由IO.2、IO.3给出，具体电路如图５所示。信号输出部分接口程序为：IO_8neuroasterselect(IO_2)MAX538;IO_2outputbitMAX538_CS=1;Io_out(MAX538_CS,0);Io_out(MAX53

8、8,output,16)Io_out(MAX538_CS,1);总之，本文设计的基于LonWorks网络的PID控制节点经过实验验证是切实可行的。它具有组网方便、集成度高、成本低等特点。利用它与其它种类的测控节点配合，加上上位操作管理计算机，可以容易地构成彻底分散的、地域分布的网络测控系统。这种系统可用于污水处理、过程控制、楼宇自动化等场合。