起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部物理端點(diǎn)

CH375芯片內(nèi)部具有7個(gè)物理端點(diǎn)，其中端點(diǎn)0是默認(rèn)端點(diǎn)，支持上傳和下傳，上傳和下傳緩沖區(qū)各是8個(gè)字節(jié)；端點(diǎn)1包括上傳端點(diǎn)和下傳端點(diǎn)，上傳和下傳緩沖區(qū)各是8個(gè)字節(jié)，上傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號(hào)是8l H，下傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號(hào)是0lH；端點(diǎn)2包括上傳端點(diǎn)和下傳端點(diǎn)，上傳和下傳緩沖區(qū)各是64個(gè)字節(jié)，上傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號(hào)是82H，下傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號(hào)是02H；主機(jī)端點(diǎn)包括輸出端點(diǎn)和輸入端點(diǎn)，輸出和輸入緩沖區(qū)各是64個(gè)字節(jié)，主機(jī)端點(diǎn)與端點(diǎn)2合用同一組緩沖區(qū)。主機(jī)端點(diǎn)的輸出緩沖區(qū)就是端點(diǎn)2的上傳緩沖區(qū)，主機(jī)端點(diǎn)的輸入緩沖區(qū)就是端點(diǎn)2的下傳緩沖區(qū)。而在USB主機(jī)方式下只需要用到主機(jī)端點(diǎn)。

控制傳輸?shù)膮f(xié)議處理器將常用的控制傳輸進(jìn)行了簡(jiǎn)化，其中獲取描述符GET—DESCR命令可以支持長(zhǎng)度不超過(guò)64字節(jié)的描述符，如果超過(guò)64字節(jié)，則需要外部單片機(jī)通過(guò)ISSUF—TOKEN命令自行處理控制傳輸。

內(nèi)置固件可處理Mass—Storage大容量存儲(chǔ)設(shè)備的專(zhuān)用通訊協(xié)議，要求USB存儲(chǔ)設(shè)備支持Bulk—Only傳輸協(xié)議，支持SCSI、OFI或者等效的命令集，并且數(shù)據(jù)端點(diǎn)的最大包長(zhǎng)度是64字節(jié)，但是默認(rèn)端點(diǎn)0的最大包長(zhǎng)度可以是8、16、32或64字節(jié)。如果USB存儲(chǔ)設(shè)備采用其他傳輸協(xié)議或者采用其他命令集，則需要外部單片機(jī)通過(guò)控制

傳輸以及ISSUF TOKEN命令自行處理相關(guān)通訊協(xié)議。

起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)控制器采用TI公司生產(chǎn)的MSP430F161l單片機(jī)，其外圍硬件電路由信號(hào)采集模塊、時(shí)鐘模塊、鍵盤(pán)模塊、RS232串行通信模塊、顯示模塊、控制輸出模塊、u盤(pán)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和電源模塊構(gòu)成。起重機(jī)安全監(jiān)控儀的原理框圖如圖2所示。

(1)信號(hào)采集模塊包括I／V轉(zhuǎn)換電路和A／D轉(zhuǎn)換電路。由于MSP430F1611片上集成AD模塊，因此節(jié)省A／D轉(zhuǎn)換電路。L／V轉(zhuǎn)換電路的功能是把各傳感器的電流信號(hào)變換成電壓信號(hào)，提供給A／D轉(zhuǎn)換器。

(2)時(shí)鐘模塊(DSl302)用于給系統(tǒng)提供時(shí)間參考，同時(shí)對(duì)特殊的數(shù)據(jù)記錄時(shí)，可以記錄下數(shù)據(jù)發(fā)生的時(shí)間，以供日后數(shù)據(jù)分析使用。

(3)鍵盤(pán)模塊其功能是數(shù)據(jù)和命令的輸入通道，使用者可通過(guò)它修改系統(tǒng)內(nèi)部的參數(shù)，還可向系統(tǒng)發(fā)出控制命令，它是人干預(yù)系統(tǒng)的唯一途徑。

(4)Rs232串行通信模塊 PC機(jī)可通過(guò)RS232接口與系統(tǒng)相連，主要作用是可以把某些參數(shù)傳送到微機(jī)控制中，還可以將系統(tǒng)中記錄的數(shù)據(jù)輸出到PC機(jī)中。

(5)U盤(pán)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊采用CH375芯片主機(jī)模式開(kāi)發(fā)u盤(pán)接口，其功能是在無(wú)PC的情況下，通過(guò)U盤(pán)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，也可通過(guò)U盤(pán)配置系統(tǒng)參數(shù)。

(6)顯示模塊包括LED顯示和LCD顯示2部分。LED顯示的作用是系統(tǒng)處于某狀態(tài)下，通過(guò)LED指示燈給使用者以提示；LCD(采用北京青云公司的LCM240128ZK)能夠?yàn)椴僮髡唠S時(shí)顯示起重機(jī)工作時(shí)的參數(shù)，同時(shí)LCD和鍵盤(pán)配合可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行某些操作。

(7)控制輸出模塊包括聲光報(bào)警電路和控制繼電器電路。聲光報(bào)警是起重機(jī)工作中出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)，通過(guò)蜂鳴器和指示燈給操作者以提示；控制繼電器電路是當(dāng)危險(xiǎn)出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)干預(yù)起重機(jī)，使起重機(jī)工作在安全范圍內(nèi)。

(8)電源模塊是給各個(gè)模塊提供各種工作電壓，保證儀器正常運(yùn)行。

U盤(pán)接口的硬件電路設(shè)計(jì)串行通信可以節(jié)省系統(tǒng)的L／O資源，所以本沒(méi)計(jì)選用CH375工作于主機(jī)模式下的串行通信方式。在復(fù)位時(shí)CH375的TXD端懸空或沒(méi)有接下拉電阻到地，此時(shí)CH375就工作于串口工作方式。在串171方式下，利用MSP430的UARTI模塊與CH375通信。MSP430單片機(jī)與CH375的連接只需2個(gè)I／O接口，串行發(fā)送P3．6按CH375的'rXD，串行接收P3．7接CH375的RXD即可，USB總線包括一對(duì)+5 V電源線和一對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)線。USB插座J8可直接連接U盤(pán)或移動(dòng)硬盤(pán)，由于U盤(pán)或移動(dòng)硬盤(pán)的插拔會(huì)對(duì)電源瞬間影響很大，所以為了減小影響，必須在提供給USB設(shè)備的+5 V電源線上串接一個(gè)l—10 n的電阻，系統(tǒng)中選用5 Q。USB電源電壓必須是+5 V，與其他電源分離給USB設(shè)備供電。為使CH375可靠復(fù)位，電源電壓從OV上升到

V的時(shí)間應(yīng)該少于100 ms。如果電源上電過(guò)程較慢并且在電源斷電后不能及時(shí)放電，那么CH375將不能可靠復(fù)位。因此，在RSTl引腳與D3．3 V間跨接一個(gè)容量為O．47心的電容C58延長(zhǎng)復(fù)位時(shí)間。CH375工作在3．3 V電源電壓下，V3引腳需要和D3．3 V外部電源相連；在CH375的ACT甥I腳接U盤(pán)工作指示燈；CH375還必須外接12M的晶振。