一种电力电子滤波器中数据通信转接器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种电力电子滤波器中数据通信转接器，电力电子滤波器中设有数字信号处理器控制模块，包括带有以太网控制器的ARM处理器芯片，ARM处理器芯片与所述电力电子滤波器中的数字信号处理器控制模块连接，ARM处理器芯片还与以太网控制芯片连接。本实用新型提供的装置克服了现有技术的不足，采用带有以太网控制器的ARM处理器芯片与以太网控制器芯片构成一个通信转接器，将SPI串行外设接口总线数据通过此转接器转换成满足以太网格式的数据进行发送，以太网传输协议采用UDP用户数据报协议。此通信转接器不仅结构简单，且满足实时、高精度监控的需要。
【专利说明】一种电力电子滤波器中数据通信转接器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及数据通信【技术领域】，特别是涉及电力电子滤波器中的数据传输。【背景技术】
[0002]目前,在采用德州仪器(TI)公司的数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)芯片TMS320F2812作为电力电子变换电路控制器核心时，为了监控控制器的运行状况，可以采用串口通讯。这种方式结构简单，但满足不了速度、精度以及通讯距离的要求。
实用新型内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于电力电子滤波器中的实时、高精度的数据通信转接器。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种电力电子滤波器中数据通信转接器，电力电子滤波器中设有数字信号处理器控制模块，其特征在于:包括带有以太网控制器的ARM处理器芯片，ARM处理器芯片与所述电力电子滤波器中的数字信号处理器控制模块连接，ARM处理器芯片还与以太网控制芯片连接。
[0005]优选地，所述ARM处理器芯片通过SPI串行外设接口与所述电力电子滤波器中的数字信号处理器控制模块连接。
[0006]本实用新型提供的电力电子滤波器中数据通信转接器将带有以太网控制器控制器的ARM处理器芯片与以太网控制器DP83848构成一个通信转接器，ARM处理器芯片与电力电子滤波器中的DSP控制模块通过SPI串行外设接口通信，以太网接口与上位机通信，将待发送数据以以太网方式发送至电脑终端，并采用Labview设计上位机显示数据，则实现了对电力电子滤波器数据实时、高精度的监控。
[0007]本实用新型提供的装置克服了现有技术的不足，采用带有以太网控制器的ARM处理器芯片与以太网控制器芯片构成一个通信转接器，将SPI串行外设接口总线数据通过此转接器转换成满足以太网格式的数据进行发送，以太网传输协议采用UDP用户数据报协议。此通信转接器不仅结构简单，且满足实时、高精度监控的需要。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为LPC1768与DP83848的硬件连接示意图；
[0009]图2为系统以太网发送流程图；
[0010]图3为系统以太网接受流程图；
[0011]图4为DSP和ARM处理器的SPI串行外设接口通讯示意图；
[0012]图5为电力电子滤波器中数据通信转接器使用示意图。
【具体实施方式】
[0013]为使本实用新型更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。[0014]为了实时采集基于DSP (数字信号处理器)的电力电子变换电路控制器的运行数据，本实用新型通过ARM(处理器)芯片+以太网PHY (物理层控制芯片)控制器芯片提供了一种以太网通讯解决方法。采用了 DSP中的SPI (串行外设接口)串行接口与ARM中的SPI进行数据交换，利用ARM中带有的Emac (以太网控制器)控制器以及以太网控制芯片DP83848设计出以太网控制器，实现以太网通讯。考虑到精简系统及通信速率等问题，UDP(用户数据报协议)协议是最合适的通信协议。为了方便数据观察，采用Labview设计出以太网上位机界面。
[0015]对于以太网控制器的设计，不但要考虑系统所具备的功能，也要考虑价格、体积等因素。本实施例中采用ARM芯片LPC1768作为以太网的主控芯片。它采用低功耗设计，供电电压3.3v ;主频可达IOOMhz ;哈佛总线结构；支持JTAG(联合测试行动小组)调试；片内有512KB Flash存储器，64KB数据存储器；采用IOOPin的LQFP (薄型四扁平封装技术)封装格式。以太网控制芯片采用美国国家半导体公司(National Semiconductor)设计的10/100Mb/s以太网控制器DP83848，LPC1768与DP83848的硬件连接示意图如图1所示。
[0016]以太网控制器DP83848对以太网链路层进行控制，LPC1768则完成其他层的协议调节，以太网控制器由LPC1768控制，完成整个以太网通信传输。在实现通信时，首先控制DP83848复位，并使得芯片中的寄存器初始化。当满足发送和接受条件时，系统开始发送和接受数据。当满足以下条件时，以太网控制器向LPC1768申请中断，即一帧数据发送结束、接收到一帧数据或出错等事件发生。主控制器中断后，事件根据中断状态寄存器的内容进行分类处理。通信数据打包解包的完成由LPC1768内部程序进行处理，系统复位后，为了建立地址映射，进行数据传输，程序首先发送地址解析协议(ARP)请求，并且内部中断进行定时更新。LPC1768中的程序以UDP协议格式打包，送入DP83848中，由此芯片控制数据链路层将数据输出到局域网中。反之，当有数据从局域网过来时，DP83848产生外部中断，主控芯片可以对此做出相应处理。发送流程程序框图如图2所示，接受流程框图如图3所示。
[0017]DSP与ARM的通讯是为了将DSP的数据传送到ARM中进行以太网发送，因此将ARM作为SPI从机，将DSP作为主机进行通讯，连接示意图如图4所示。DSP控制模块采用SPI总线方式与ARM模块进行通讯时，通讯数据采用自行设计的数据包进行发送，数据包一次可以发送由电力电子滤波器传来的四个数据，此数据包含有头尾帧以及CRC(循环冗余校验)校验，保证数据通信完整不出错。
[0018]在上位机设计中，我们采用Labview进行软件设计，要求4通道显示数据。当数据传送至上位机，Labview程序利用其强大的数据处理能力将数据分解，并利用其方便快捷的图形显示界面取出四组数据进行显示。PC端接受由下位机发送的以太网数据，Labview将传来的数据包解包，去除头尾及校验帧，数据分成四通道将电力电子滤波器的四个数据变化情况以图形方式显示在PC端。
[0019]如图5所示，本实用新型提供的电力电子滤波器中数据通信转接器使用时，将电力电子滤波器中的DSP控制模块引出SPI总线与数据通信转接器相连接。此时，电力电子滤波器将四个数据通过SPI通讯方式发送给数据转接器。数据转接器将此SPI数据转换成符合以太网格式的数据通过RJ-45(网卡接口 )发送给PC端，PC中的Labview显示程序将此数据包解包，送至四通道图形显示器进行显示。
【权利要求】
1.一种电力电子滤波器中数据通信转接器，电力电子滤波器中设有数字信号处理器控制模块，其特征在于:包括带有以太网控制器的ARM处理器芯片，ARM处理器芯片与所述电力电子滤波器中的数字信号处理器控制模块连接，ARM处理器芯片还与以太网控制芯片连接。
2.如权利要求1所述的一种电力电子滤波器中数据通信转接器，其特征在于:所述ARM处理器芯片通过SPI串行外设接口与所述电力电子滤波器中的数字信号处理器控制模块连接。
【文档编号】H04L29/06GK203775242SQ201420105016
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月10日 优先权日:2014年3月10日
【发明者】赵鹏, 孙培德, 何佩佩, 王志攀, 曹苑芊 申请人:东华大学