冗余控制器自動切換設(shè)計方案

1、目錄 TOC o 1-5 h z 第一章設(shè)計內(nèi)容及要求1設(shè)計內(nèi)容及要求11.2框圖1第二章系統(tǒng)組成及工作原理22.1控制單元設(shè)計2按鍵名稱2按鍵工作操作說明22.3蜂鳴器報警說明LED指示說明2工作原理2第三章電路方案設(shè)計-3方案說明33.2總設(shè)計框圖33.3單位電路設(shè)計33.3.1電源電路設(shè)計33.3.2復(fù)位電路設(shè)計33.3.3 控制電路設(shè)計43.3.4單片機最小系統(tǒng)4第四章程序設(shè)計-5主程序模塊54.2中斷服務(wù)程序64.3數(shù)據(jù)檢測程序7第五章實驗調(diào)試及測試結(jié)果與分析8附錄一（電路圖）9第一章 設(shè)計內(nèi)容及要求1.1設(shè)計內(nèi)容及要求系統(tǒng)連接在網(wǎng)絡(luò)控制器和就地控制器之間，實時檢測RS485環(huán)路上的

2、信號傳輸， 當網(wǎng)絡(luò)控制器出現(xiàn)故障時，此時RS485環(huán)路上信號丟失或出錯，控制系統(tǒng)自動切換 到另一網(wǎng)絡(luò)控制器，并報警，本系統(tǒng)具有以下功能：A將網(wǎng)絡(luò)控制器的總線連接方式轉(zhuǎn)換為環(huán)網(wǎng)連接方式；B網(wǎng)絡(luò)控制器故障實時監(jiān)測并能在故障發(fā)生后自動切換到另一網(wǎng)絡(luò)控制器；C可以2個網(wǎng)控制器之間進行手動切換，此時不影響系統(tǒng)的其它功能；D簡單顯示當前系統(tǒng)運行狀態(tài)，并能識別當前工作網(wǎng)絡(luò)控制器，故障網(wǎng)絡(luò)控制器 1.2系統(tǒng)框圖第二章系統(tǒng)組成及工作原理2.1控制單元設(shè)計2.1.1按鍵名稱共兩個按鍵，分別是RESET和SWITCH2.1.2按鍵操作說明正常工作狀態(tài)時，兩個按鍵均為有效按鍵，按下RESET，系統(tǒng)重新啟動，并 清除當

3、前所有數(shù)據(jù)，按下SWITCH，從當前網(wǎng)絡(luò)控制器切換至另一網(wǎng)絡(luò)控制器， 對當前工作數(shù)據(jù)不影響，該按鍵主要用來測試網(wǎng)絡(luò)控制器2.2 LED指示說明D2, D3為當前網(wǎng)絡(luò)控制器指示燈，D2亮，表示網(wǎng)絡(luò)控制器1處于當前工作 模式，D3亮，表示網(wǎng)絡(luò)控制器2處于當前工作模式。D4為正常工作指示燈，閃爍表示當前RS485環(huán)路上有數(shù)據(jù)傳輸。D5為一級報警指示燈，閃爍表示有一個網(wǎng)絡(luò)控制器有故障。D6為二級報警指示燈，閃爍表示兩個網(wǎng)絡(luò)控制器均有故障，此時系統(tǒng)進入循 環(huán)報警狀態(tài)2.3蜂鳴器報警說明正常工作模式下，蜂鳴器不報警,當其中一個網(wǎng)絡(luò)控制器有故障時，此時蜂鳴器 不停長響，當兩個控制器均損壞時，蜂鳴器不停短響2

4、.4系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)開機自檢后，通過RS485環(huán)路上檢測網(wǎng)絡(luò)控制器是否在查詢就地控制器數(shù) 據(jù),從而判斷網(wǎng)絡(luò)控制器是否存在故障,當在規(guī)定時間內(nèi)檢測不到有效數(shù)據(jù)時, 繼電器切換,更換另一個網(wǎng)絡(luò)控制器，并且D5閃爍，蜂鳴器長響報警，經(jīng)過30 S（網(wǎng)絡(luò)控制器自檢時間）后，系統(tǒng)再次進入循環(huán)檢測數(shù)據(jù)狀態(tài)，如在規(guī)定時間內(nèi) 能檢測到有效數(shù)據(jù)，則進入一級工作狀態(tài),因為環(huán)網(wǎng)上仍有數(shù)據(jù)在傳輸，所以D4 閃爍,D5閃爍，蜂鳴器長響，如在規(guī)定時間內(nèi)仍檢測不到有效數(shù)據(jù)，則進入二級報 警狀態(tài)，此時D4熄滅,D5和D6閃爍，蜂鳴器短響，直到系統(tǒng)重啟。第三章電路方案設(shè)計3.1方案說明根據(jù)目前現(xiàn)有條件，電路設(shè)計由16F877A及

5、其外圍電路構(gòu)成，采用一個功率繼 電器來切換網(wǎng)絡(luò)控制器的電源，一個信號繼電器來切換網(wǎng)絡(luò)控制器全本系統(tǒng)的信 號傳輸。繼電器由UL2003同步驅(qū)動。3.2總設(shè)計框圖3.3單位電路設(shè)計3.31 電源電路本系統(tǒng)外接12V電源單片機使用5V電源，所以設(shè)計DC-DC轉(zhuǎn)換電路，如圖，3.3.2復(fù)位電路設(shè)計3.3.3控制電路設(shè)計控制電路由UL2003和繼電器組成，采用同步控制切換方式3.3.4單片機最小系統(tǒng)采用16F877A 8位單片機，最小系統(tǒng)如下圖:SSCLB/VTPyS.ll .心 1,I i. jjcjj-心 -.vjat rT-tVfr rpm2由 VI KF yTNJJT 1 匚ITVW睥:心E 2

6、017VWkIlOJX7見milVliK1I2累H4KPIEHr h j kFK|?KiDJtm FSfJmJt( 0 7M7irXJED1： W.Kfit： 1.1*1 OS3.*CCIP2EC ClitmTSE1?匚gJKJSCL (k( 4:tDJSDa也E心q如JDOJtri 此成&T心I ,JtL2 E. SJi.t7 HX-DTX(MCWWW rrmrisvr*第四章程序設(shè)計4.1主程序模塊程序采用匯編語言編寫，主程序功能為反復(fù)調(diào)用串口數(shù)據(jù)檢測，并根據(jù)相應(yīng)結(jié)果做出處理部分程序如下 TOC o 1-5 h z STARTCALLDEL1SCALLINITCALLCOMINITMOVL

7、W22HMOVWFPORTACLRFPORTBCLRFPORTECALLDEL1SMAINCALLRECIVECALLCOMINITCALLDEL1SBCFPORTB,5INCFP_TEMPDECFSZP_TEMPGOTOMAIN0CALLBJ1CALLDEL1SBCFPORTB,6CALLKEYMOVLW0FFHMOVWFP_TEMPMAIN0GOTOMAINEND;程序完4.2中斷服務(wù)程序按鍵切換采用中斷程序，其中KEY為按鍵處理程序，如下KOUT MOVWF W_TEMPSWAPFSTATUS,WMOVWFS_TEMPMOVFPCLATH,WMOVWFP_TEMPBCFINTCON,IN

8、TFCALLKEYMOVFP_TEMP,WMOVWFPCLATHSWAPFS_TEMP,WMOVWFSTATUSSWAPFW_TEMP,FSWAPFW_TEMP,WRETFIE4.3數(shù)據(jù)檢測程序采用串口數(shù)據(jù)接收。如下：RECIVE BSF PORTB,3CLRWDTDECFSZP_TEMPGOTOLPT0INCFB1MOVLW0FFHMOVWFP_TEMPCALLBJ1CALLKEYBCFPORTA,5RETURNLPT0CALL DEL10MSBTFSSPIR1,RCIFGOTORECIVEGOTOLPTX0LPTX0BSFPORTB,5BTFSSPIR1,RCIF;等待接收數(shù)據(jù)GOTOLPTX0CLRWDTLPT1MOVFRCREG,0;讀取數(shù)據(jù)MOVWFINDF;將接收到的響應(yīng)字節(jié)存入PIC2的RAMINCFFSRMOVWFTXREG;發(fā)送響應(yīng)字節(jié)LPTXCLRWDTBTFSSPIR1,TXIF;等待寫入完成GOTOLPTXDECFSZCONB;全部數(shù)據(jù)接收否？GOTOLPTX0RETURN;沒有，繼續(xù)接收其它數(shù)據(jù)BCFRCSTA,RCEN;接收完，則關(guān)斷接收和發(fā)送數(shù)據(jù)允許BSFSTATUS,RP0BCFTXSTA,TXENBCFSTATUS,RP0LPTX2CALLYANSHIRETURN第五章實驗調(diào)試及測