AMAT 0100-40013
引言:
目前市场上的光电比色计一般都是通过RS232串口与计算机通信,随着计算机技术的发展,这种接口实现已经无法满足PC与外部设备之间不断提高的速度以及稳定性、易用性等要求,给用户使用带来了诸多不便。USB接口技术凭借其易用、稳定、可扩展等优点,越来越广泛应用于PC机外设和便携式系统中,为满足客户要求,本文设计了一种基于USB接口的比色计仪器。该仪器可以实现USB主机和从机两种功能,做主机时,能实现数据的快速采集及U盘存储;做从机时,能实现与计算机相连。
1.CH375简介
CH375是一种USB总线的通用接口芯片,支持USB-HOST主机方式和USB-DEVICE/SL***E设备方式,兼容USB2.0,支持USB的控制传输、批量传输、中断传输,能自动检测USB设备的连接与断开,能提供设备连接和断开的事件通知。在本地端,CH375具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出,可以方便地挂接到DSP/MCU/MPU等控制器系统总线上。USB主机方式支持常用的USB全速设备,外部单片机可以通过CH375按照相应的协议与USB设备通讯。CH375支持5V和3.3V电源电压和低功耗模式。
2.双模式USB接口硬件电路设计
2.1USB主从动态切换电路的设计
为了实现设备应用的灵活性,本文设计的比色计仪器采用USB总线供电和外接电池供电两种方式。在默认方式下,仪器采用外接电池供电,作为USB主机使用,通过读写U盘,实现数据传输。在USB总线供电方式下,仪器作为USB设备使用,直接与计算机连接。两种模式的动态切换电路如图1所示。

P1为从机USB接口,P2为主机模式下读写U盘接口。默认状态下,仪器采用外接电池电源供电,SL***E为低电平,为主机模式;P1口接计算机时,仪器采用USB总线供电,SL***E为高电平,单片机通过查询控制使比色计仪器进入设备模式。
2.2单片机控制CH375电路设计
本系统使用C8051F020单片机作为处理器。C8051F020是Cygnal公司推出的一种SOC型8位单片机,片内有64KBFLASH存储器和4KBRAM,完全符合作为主机时读写U盘的要求。C8051F020单片机控制CH375的电路如图2所示。

1.系统软件设计
2.1主机模式默认状态下,仪器工作在主机模式,通过读写U盘,存储采集到的数据。在单片机下开发U盘的读写系统,单片机端程序要涉及较多的协议,必须能实现USB的控制传输、批量传输、SCSI/UFI/RBC命令传输及FAT文件系统等功能。CH375内置了USB通信协议的固件程序,包含了USBMassStorage类协议,所以实际的单片机程序只需要处理FAT文件系统层,并且这一层也可以由CH375的U盘文件级子程序库实现,因此简化了程序的开发流程。
CH375的U盘文件级子程序库提供了USB存储设备的文件级接口,这些应用层接口API包含了常用的文件级操作,可以移植并嵌入到各种常用的单片机程序中,编写程序时可以直接调用这些API函数读写U盘。单片机读写U盘的程序流程如图3所示。

单片机端程序用到的主要操作函数包括:
(1)初始化CH375芯片:CH375Init;
(2)查询U盘是否准备好:CH375DiskReady;
(3)打开文件:CH375FileOpen;
(4)关闭文件:CH375FileClose;
(5)新建文件:CH375FileCreate;
(6)以字节为单位从文件读数据:CH375ByteRead;
(7)以字节为单位向文件写数据:CH375ByteWrite;
(8)以字节为单位移动文件指针:CH375ByteLocate。
3.2从机模式
当图1中的P1口连接到PC机USB接口时,在C8051F020单片机控制下,仪器切换到从机模式,设备可以与PC机通讯,进行数据交换。
3.2.1本地端的单片机软件
CH375专门用于处理USB通讯,当CH375接收上位机发送的数据或发送完给上位机的数据后,以中断方式通知单片机。本地端单片机程序主要完成CH375的初始化和数据的接收与发送,单片机控制CH375对数据的处理过程如下:
1.单片机通过CH375芯片接收数据的处理步骤:
(1)当CH375接收到USB主机发来的数据后,首先锁定当前USB缓冲区,防止被后续数据覆盖,然后将中断引脚设置为低电平,向单片机请求中断;
(2)单片机进入中断服务程序,执行GET_STATUS命令获取中断状态;
(3)在GET_STATUS命令后将中断引脚***为高电平,取消中断;
(4)判断中断状态,为“下传成功”,单片机执行RD_USB_DATA命令从CH375读取接收到的数据;
(5)RD_USB_DATA命令完成后,释放缓冲区,继续USB通讯;
(6)退出中断服务程序。
2.单片机通过CH375芯片发送数据的处理步骤:
(1)单片机执行WR_USB_DATA命令向CH375写入要发送的数据;
(2)CH375被动地等待USB主机在需要时取走数据;
(3)当USB主机取走数据后,CH375首先锁定当前USB缓冲区,防止重***送数据,然后将中断引脚置低,向单片机请求中断;
(4)单片机进入中断服务程序,获取中断状态,然后将中断引脚***高电平,取消中断;
(5)判断中断状态,为“上传成功”,单片机执行WR_USB_DATA命令向CH375写入另一组要发送的数据,若没有不执行。
(6)单片机执行UNLOCK_USB命令,完成后释放缓冲区,继续USB通讯;
(7)退出中断服务程序。单片机主要在中断中完成数据收发与处理,中断服务程序流程图如图4所示。

3.2.2计算机端的软件接口
CH375在计算机端提供了应用层接口,该接口是CH375动态链接库DLL面向功能应用的API,包括:设备管理API、数据传输API、中断处理API。设计中采用VC++6.0作为PC端应用软件的开发平台。首先在计算机上安装CH375器件的驱动程序,然后将动态链接库DLL拷贝到计算机中,***后将DLL的访问入口添加到VC项目中,这样就可以实现对USB设备的应用程序编程。
4.结束语
本文将双模式USB数据传输方式应用于便携式比色计仪器中,充分体现了便携、灵活和可靠的优点。该设备既可以直接与PC机进行数据通讯,工作于有计算机的实验室测试环境,也可以通过U盘作为数据传输中介,使设备工作于在线检测。本方案有效解决了传统比色计仪器的局限,可以满足不同测试环境的要求,并且数据存储方便快速,具有广阔的应用前景。
变频器保护跳闸一般均有故障显示,查一下故障代码看看属于那种故障造成的。
下面说一下常见的变频器跳闸保护原因。
1:变频器选型容量可能偏小;一般变频器选型时,应比电机的额定功率大20%左右,这样当电机达到满负荷时,变频器仍能够驱动。
2:由于风机内部间隙的缘故,由于气体杂质、锈蚀等在鼓风机内部的沉积,会造成转子之间、转子与腔体等部位的间隙减小,从而增大负载阻力,使得电机和变频器过负荷。
3:由于供电电压偏高,超过410伏以上,会使得变频器内部发热量加大,变频器过热而发生保护跳闸。供电电压降低,低于360伏,会使得变频器工作电流加大,出现过流保护跳闸。
4:变频器的内部板块、散热器等由于灰尘较多,大大降低了其散热效果,使得变频器发生过热保护跳闸。
5:遇到打雷天气或大型设备的启动会造成电网电压的波动,变频器会出现失压保护跳闸。
6:比较严重的故障就是变频器内部的整流模块有一路损坏,造成其它两路工作时处于过流状态。
上面几种情况在我们使用过程中均遇到过的。