0、引言
目前现有的
带式输送机操作台，其电流用电流表显示，温度用温度巡检仪显示，带式输送机运行速度用带速表显示，拉线用对位表显示，这样造成接线复杂，而且成本又高。在生产现场，用户往往要求能显示设备的运行时间，采用这些简单的仪表无法实现这种功能，如果采用触摸屏，则需要增加电控系统的成本，而且对位表也只能显示一个数字。为使设计的设备更具人性化，结合带式输送机电控系统实际及现场调试经验，设计了带式输送机多功能显示仪。该多功能显示仪含有Modbus通信接口，可以很方便地实现与带式输送机电控系统通信，并与带式输送机电控系统操作台面板上的指示灯相配合，实现各种信息的完全显示，该显示仪作为带式输送机的专用配套产品，在实际生产中，可以明确显示拉线和跑偏位置；采用温度巡检仪，可循环显示各路温度值和设备名；一旦发生停车，可即时显示停车的原因等。
1、硬件设计
1.1硬件结构组成
带式输送机多功能显示仪硬件有键盘处理�？�，显示�？椋�4～20 mA采样�？�，以及温度采样�？�4部分组成。
1)键盘处理模块。负责实现参数设置，开关量输入输出处理，Modbus通信和CAN通信。其开关量包括对位输入，输送带启动输入，打滑输出，拉线输出；Modbus通信负责传输带式输送机电控系统中电机电流，各设备的温度，输送带速度，各种故障信息；CAN通信实现与其他功能�？榻换皇荨Ｓ布蒖S485接口电路，开关量输入电路及光电隔离电路，CAN通信接口电路，DSP最小系统，键盘电路，开关量输出电路及继电器隔离电路组成。
2)显示�？�。主要接收CAN总线上数据，实现显示仪中各参数的显示，显示当前时间，带式输送机运行时间。，带式输送机各驱动电机电流，拉线位置，跑偏位置，测得各路温度循环显示以及停车原因。硬件电路由液晶显示电路，CAN通信接口电路，DSP最小系统组成。
3)4—20 mA采样�？椤Ｖ饕迪侄缘缪剐藕�、电流信号及速度信号进行采集，并进行A/D转换以及送到CAN总线上。硬件电路由信号采样隔离电路，采样调理电路，A/D接口电路和DSP最小系统组成。
4)温度采样�？椤Ｖ饕迪侄愿髀肺露刃藕挪杉�，进行A/D转换并送到CAN总线上。硬件电路由温度采样隔离电路，调理电路，A/D接口电路以及DSP最小系统组成。
1.2Modbus接口电路
要确保带式输送机电控系统采样的信息能传送到显示仪实现显示，稳定可靠的Modbus通信十分重要。通信�？椴捎肈SP的SCI口，可实现ModbusRTU协议联网，实现与PLC、监控系统通信。RS-485接口�？榭杉�2，该�？橹饕捎肕AX488芯片实现RS485接口，它是平衡驱动器和差分接收器的组合接口，具有抗干扰能力强、传输速率高、传送距离长的优点。
1.3 CAN通信接口电路
TMS320LF2407A芯片内置CAN控制器模块，外围电路只需连接收发器即可。CAN控制器�？槭且桓�16位的外设模块，可完全支持CAN2. OB协议，有6个邮箱。当发送时出现错误或仲裁时丢失数据，CAN控制器有自动重发功能和总线错误诊断功能。本设计的CAN通信电路采用高速光电耦合器6N137接到收发器PCA82C250上，即可实现向上位机发送和接受数据的功能。CAN接口电路如图3所示。
1.4时钟电路
时钟芯片选择功能较强的SD2058，采用DSP的SPI口实现数据传递，晶振选用32 768 Hz，可实现年、月、日、时、分、秒等显示，并有处理闰年等功能。硬件电路见图4。
2、软件设计
在CCS2000环境下，采用C语言编写。整套设备主要包括键盘处理程序，开关量输入输出程序，显示程序，CAN通信程序，Modbus通信程序，以及A/D采样程序等组成。按各功能�？槔捶治�，键盘处理�？榘∕odbus通信程序，键盘处理程序，开关量输入输出程序，CAN通信程序。显示模块包括显示程序，CAN通信程序。4- 20 mA采样�？楹臀露炔裳？榫ˋ/D采样程序和CAN通信程序。各功能�？橥ü鼵AN通信实现数据交换，其数据流方向如图5所示。
2.1显示�？槌绦�
显示模块负责对从键盘处理�？榇涞男藕藕透髂Ｄ饬磕？椴杉男藕沤行�，如对位输入、电流信号、温度信号等，实现准确显示。显示器面板图如图6所示，它可以显示当前时间、带式输送机运行时间、电机电流、拉线位置和跑偏位置、带速、循环显示各种设备的温度，报告停车原因以及查询历史故障。面板上的所有指示灯可以进行相应的指示，键盘可进行参数设置。
2.2CAN通信程序
CAN通信采用CAN2. OB通信协议，各个功能�？榈腃AN通信类似，主要实现接收发送到本站的信息，存到接收数组中，在主程序中对该组数据进行相应的处理，然后将主程序中需要发送到其他站的数据存到发送数组中。CAN通信中断程序，进行发送和接收。图7为CAN通信流程图。
2.3Modbus通信程序
Modbus通信采用主从方式。主站首先调用通信处理程序生成Modbus协议帧，其中包含了从站地址、功能码，从站执行该功能的相关参数及16位的CRC校验，然后向总线发送请求帧，挂在总线上的显示仪产生串口中断，开始接收消息，消息接收完毕后，首先判断从站地址是否与该显示仪的地址相符，如不相符抛弃该消息返回主程序，否则进行CRC校验，CRC校验错则生成错误码返回，请求主站重发消息，若CRC校验正确，则判断此功能码显示仪是否支持，如果“是”，按功能码即进入相应的处理程序。
串口中断服务程序流程如图8所示。首先判断是接收还是发送中断，如为发送中断时，只需中断标志和复位字节计数变量退出中断。若为接收中断，则接收消息帧处理程序主要完成对接收到的数据进行解析，与按照功能码或根据错误类型转去执行不同的处理程序。具体实现过程是将接收缓冲区内的Modbus消息帧进行地址比较、校验消息帧，并根据接收到的功能码组织回送消息帧。
3、结语
结合带式输送机电控系统实际使用以及现场调试经验，在分析以往使用仪表的优缺点基础上，设计了一种带式输送机多功能显示仪。主要采用TMS320LF2407 DSP为主处理芯片，其内部12路10位A/D，具有采集信号路数多，速度信号精确到0.01 m/s，电流精确到0.1 A，温度精确到0.1℃。该显示仪完全满足带式输送机显示和保护要求，不仅可以直接引入拉线、打滑信号，实现拉线、打滑等信号显示，而且具有易于扩展的特点。设备内部采用CAN通信，可以扩展更多的温度采样�？楹推渌Ｄ饬坎裳？�。
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