起重機安全監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部物理端點

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

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

內(nèi)置固件可處理Mass—Storage大容量存儲設(shè)備的專用通訊協(xié)議，要求USB存儲設(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)端點的最大包長度是64字節(jié)，但是默認端點0的最大包長度可以是8、16、32或64字節(jié)。如果USB存儲設(shè)備采用其他傳輸協(xié)議或者采用其他命令集，則需要外部單片機通過控制

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

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

(1)信號采集模塊包括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變換成電壓信號，提供給A／D轉(zhuǎn)換器。

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

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

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

(5)U盤數(shù)據(jù)存儲模塊采用CH375芯片主機模式開發(fā)u盤接口，其功能是在無PC的情況下，通過U盤進行數(shù)據(jù)的存儲，也可通過U盤配置系統(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LED指示燈給使用者以提示；LCD(采用北京青云公司的LCM240128ZK)能夠為操作者隨時顯示起重機工作時的參數(shù)，同時LCD和鍵盤配合可以對系統(tǒng)進行某些操作。

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

(8)電源模塊是給各個模塊提供各種工作電壓，保證儀器正常運行。

U盤接口的硬件電路設(shè)計串行通信可以節(jié)省系統(tǒng)的L／O資源，所以本沒計選用CH375工作于主機模式下的串行通信方式。在復位時CH375的TXD端懸空或沒有接下拉電阻到地，此時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單片機與CH375的連接只需2個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+5 V電源線和一對數(shù)據(jù)信號線。USB插座J8可直接連接U盤或移動硬盤，由于U盤或移動硬盤的插拔會對電源瞬間影響很大，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可靠復位，電源電壓從OV上升到

V的時間應該少于100 ms。如果電源上電過程較慢并且在電源斷電后不能及時放電，那么CH375將不能可靠復位。因此，在RSTl引腳與D3．3 V間跨接一個容量為O．47心的電容C58延長復位時間。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盤工作指示燈；CH375還必須外接12M的晶振。