基于工程車輛中電氣控制系統(tǒng)的思考

摘 要：德國(guó)WachenDorff公司的專業(yè)彩色/灰度級(jí)顯示器有25年以上的經(jīng)驗(yàn)，是國(guó)際知名的顯示器公司捐有全面的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和最完整的產(chǎn)品生產(chǎn)線，并持有相關(guān)的專利權(quán)。相關(guān)的技術(shù)參數(shù)認(rèn)證、性能測(cè)試認(rèn)證等已在歐洲、美洲市場(chǎng)有著廣泛的應(yīng)胤硬件的運(yùn)行。文章從顯示器的邏輯平臺(tái)與典型實(shí)例兩方面進(jìn)行的探究。

關(guān)鍵詞：工程;電氣控制;系統(tǒng)

1 Wachendorff顯示器系統(tǒng)邏輯平臺(tái)LOLa

Wachendorff顯示器硬件的運(yùn)行必須借助于植入其的核心軟件來完成強(qiáng)大的邏輯、運(yùn)算、報(bào)警等功能。LOLa（邏輯操作語(yǔ)言）就作為必備的系統(tǒng)語(yǔ)言來發(fā)揮其作用。LOLa是一種類似于匯編程序的結(jié)構(gòu)編程語(yǔ)言，其可以通過用戶自己添加一個(gè)操作控制程序，然后將系統(tǒng)配置在工程中實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制邏輯、運(yùn)算的要求，最后經(jīng)過編譯后生成工程文件。該工程文件是由一個(gè)二進(jìn)制碼組成，下載到設(shè)備（顯示器）的存儲(chǔ)芯片中。

LOLa語(yǔ)言主要是針對(duì)硬件環(huán)境而提供的一種編程方法，其主要有四種用法：（1）功能。操縱一個(gè)按鍵（按下或釋放）時(shí)，啟動(dòng)相應(yīng)的預(yù)先設(shè)定好的邏輯程序。（2）旋鈕。觸摸面板旋鈕操作，啟動(dòng)在編程區(qū)域之后的程序完成一定的運(yùn)算、跳轉(zhuǎn)調(diào)用的要求。（3）換算。在變量和DDO之可運(yùn)行程序過程中產(chǎn)生一個(gè)新的變量值時(shí)，變量值會(huì)根據(jù)相應(yīng)輸入值來判斷、轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的DDO，從而完美地顯示出當(dāng)前的數(shù)值。（4）頁(yè)面。在頁(yè)面的滾動(dòng)循環(huán)周期中，運(yùn)行頁(yè)面的進(jìn)程，在顯示應(yīng)用進(jìn)程的同時(shí)激活或關(guān)閉一定的頁(yè)面的功能，完成程序的往復(fù)更迭。

LOLa語(yǔ)言在其豐富的結(jié)構(gòu)內(nèi)涵下，通過在設(shè)備（顯示器）程序中提供了2個(gè)用于暫時(shí)存放數(shù)據(jù)的寄存器A和B。這兩個(gè)寄存器都是16位的存儲(chǔ)容量，可執(zhí)行高達(dá)32位的計(jì)算，在正常的運(yùn)算過程中實(shí)時(shí)檢測(cè)保證不會(huì)數(shù)據(jù)溢出。同時(shí)，其輸出值亦是16位數(shù)據(jù)，從而在一定程度上增加了數(shù)據(jù)的可操作性。值得說明的是，一般為了防止程序轉(zhuǎn)換的過程中丟失關(guān)鍵數(shù)據(jù)，其在執(zhí)行RET命令之前，核心寄存器A中的量值通過在當(dāng)前DDO顯示的同時(shí)寄存器A中的量值才真正開始參與運(yùn)算及操作。其中變量的數(shù)字代號(hào)可由用戶自由制定選擇，從而防止從已定義的內(nèi)部變量中讀出的過程和所有定義變量范圍內(nèi)的寫入過程的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。

LOLa語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)主要以關(guān)鍵字、操作碼組成。為了保持其數(shù)據(jù)的跳躍計(jì)算和實(shí)時(shí)判斷，在該語(yǔ)言中每一個(gè)命令都由一個(gè)32位的長(zhǎng)字節(jié)組成。最高位字節(jié)被統(tǒng)一定義為0x00，操作碼的第二個(gè)字節(jié)已被編譯。第三和四個(gè)字節(jié)所包含的操作命令為一個(gè)16位的操作碼，一般是用特定的格式表示低位字節(jié)在先，高位字節(jié)在后。完善、簡(jiǎn)易的語(yǔ)言結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)性強(qiáng).可操作性好，在程序運(yùn)行的過程中發(fā)揮著無比優(yōu)越的性能。

LOLa語(yǔ)言作為工程文件的編輯的核心，為了可以使用戶簡(jiǎn)易地進(jìn)入到“編程語(yǔ)言”環(huán)境中去。每一個(gè)輸入值都對(duì)應(yīng)著一個(gè)可利用的對(duì)象，例如功能鍵或DDOs等。用戶可以通過點(diǎn)擊頁(yè)面相應(yīng)的LOLa按鈕來實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能。當(dāng)一個(gè)程序在編輯界面中打開時(shí)用戶可以使用語(yǔ)言“stock”功能列表下的“draw”功能來顯示全部變量的類型及用法。值得一提的是所有的語(yǔ)言命令都可以在“stock”功能列表下找到。這樣就可以在操作時(shí)選擇相對(duì)應(yīng)的操作列表框并直接單擊LOLa-Script框體來完成所有功能的實(shí)現(xiàn)。程序文件的跳轉(zhuǎn)、調(diào)用的目標(biāo)由編譯者所決定。

2 典型控制器ESX_micro例解

本文將對(duì)STW公司的ESX系列典型控制器ESX_micro進(jìn)一步闡述，主要從其功能、操作及特點(diǎn)進(jìn)行分析。

ESXmicro是STW公司歷經(jīng)4年各項(xiàng)技術(shù)測(cè)試，并于2005年7月推出的新一代ESX系列控制器，其采用16位微控制器STIO作為處理器。具有40M的時(shí)鐘頻率。供電直流適用9-32V的寬范圍電壓，無負(fù)載電流時(shí)，大約100mA。該控制器提供了8路多功能輸入端口，4路電流輸入（范圍0-25mA），8路電壓輸入0-10V。8路數(shù)字輸入，同時(shí)以上輸入輸出端口能耐受直流36V的短路沖擊。

ESX-micro是新一代的智能控制器，有如下顯著特點(diǎn)：

（1）該控制器端口提供D+輸八接通與斷開功能。該功能滿足在D+處的高電平信號(hào)（大于4V）接通電源控，制上電程序啟動(dòng);關(guān)斷D+使控制器中止運(yùn)行，這將執(zhí)行一個(gè)可控的關(guān)機(jī)命令。例如在EEPROM中保存狀態(tài)信息或參數(shù)，這也就意味著通過微控制器或應(yīng)用軟件用戶可以切斷控制電源。

（2）該控制器功率輸出提供高達(dá)2A并具有0-100%帶電流測(cè)量（High-Side-Switch）功能的4路PWM輸出;2路數(shù)字輸出（2A）或電流輸出（0...20mA）;帶有4A電流測(cè)量的電機(jī)橋路;1個(gè)子版接口;2個(gè)符合CAN2.0B規(guī)范（適應(yīng)11、29位標(biāo)識(shí)符）C的AN總線接口，滿足通訊網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性、低速為125kBit/s，高速可達(dá)到1MBit/s。

（3）ESX-Micro的端口4和12可用于高電平有效的數(shù)字-/RPM-輸入（硬件調(diào)節(jié)）模擬電平量診斷;2路最高頻率可達(dá)6.5K的RPM輸入。

（4）ESX-Micro利用輸出引腳5和8在連接器與輸出驅(qū)動(dòng)器之間設(shè)置有一個(gè)安全繼電器，可以用軟件指令set-relais接通或斷開該安全繼電器。另外可以通過操縱輸出驅(qū)動(dòng)器的Bi0s指令set-digout來完成繼電器的特性。該繼電器前端供電電壓為UE，后端為UE-S這樣保證其穩(wěn)定工作。

（5）該控制器分將接地信號(hào)區(qū)分為數(shù)字地（GND）和控制器殼體地（ground）。這樣的設(shè)計(jì)可以避免接地信號(hào)的干擾在連接器的引腳定義中有所不同，使得在電路連接器中就排除對(duì)數(shù)字地高頻干擾和脈沖低頻干擾的通訊故障。

通過以上的表述，我們對(duì)STW公司的ESX-micro控制器有一個(gè)較深刻的認(rèn)識(shí)。該控制體積嬌小，功能強(qiáng)大、上手容易，使初涉應(yīng)用者可以在短時(shí)間內(nèi)輕松掌握的一款微型控制器，相信通過項(xiàng)目的實(shí)際鍛煉，必將能夠融會(huì)貫通。那時(shí)ESX-micro控制器將會(huì)發(fā)揮它巨大的作用。

作者簡(jiǎn)介：劉芬（1971-），女，湖北仙桃人，本科，副教授，研究方向：電氣控制。