照明箱智能配电模块的设计

智能配电模块是智能配电箱终端执行部件，用 于替代原有配电箱所的接触器，为提高配电执行部 件的性能，按照通用化、标准化的设计思路，配电 终端采用模块化形式。智能配电模块采用低导通电 阻的快速MOSFET来控制用电设备的通断，并采用 敏感电流、电压检测和短路保护技术实现对用电设 备状态采集、故障的自动保护和故障完全隔离。为 了实现配电箱控制的数字化、智能化，智能配电模 块采用了控制器LPC935和低成本、易开发的LIN 总线。由于配电箱负载具有大量的感性负载，启动 时的冲击电流过大，电流瞬间可能超过额定电流的 5〜10倍，配电模块采用控制负载接通时间限流启 动，在保护自身的同时能够改善火箭炮配电箱的电
网特性。

智能配电模块具有LIN总线数字接口和通信功 能，能够完成对+28 V单线制直流电源进行通断控 制；具有对输出电压、电流和自身温度的实时采集 功能，当所控制的电压、电流或自身温度严重超出 设定值时，模块能够自动断开输出，实现过压、过 流、过热以及短路保护，以达到自我保护并保护后 续设备的目的；配电终端具有存储记忆功能，能够 记忆设备故障时的记录信息，当故障排除后，可自 恢复配电控制。智能配电模块具有接通和关断动作 速度快、工作状态实时采集、保护功能全面和工作 寿命长等显著特点。

2.4 CAN总线通信模块硬件设计

CAN的通信底层协议的转换主要是由CAN控 制器和CAN收发器实现的[3】。对于不同型号的CAN 总线通信控制器，实现底层协议部分的电路的结构 和功能基本相同，而与微处理器接口部分的结构和 方式存在一定的差异。CAN控制器用来完成总线协 议的数据链路层和物理层的所有功能，应用层功能 可由微处理器完成；CAN收发器用来提供CAN控 制器与物理总线间的接口。经综合比较，在CAN 总线通信模块设计中，采用LPC2119内置CAN控 制器SJA1000,并与CTM1050T总线收发器构成 CAN总线通信模块。采用LPC2119内置控制器进 行CAN总线通讯在结构上得到了很大简化。

CTM1050T是集成电源隔离、电气隔离、CAN 收发功能于一体收发器，微处理器LPC2119通过 CTM1050T实现数据的接收和发送，该设计很好地 实现了总线上各CAN节点间的电气隔离。CAN总 线电源采用5VDC-5VDC模块进行电源隔离，CAN 总线采用国际上标准的DB9F联接器与外部总线相
周建平，等：某型火箭炮智能配电箱设计方案
第2期
接。通讯信号传输到导线的终端会发生反射，反射 会干扰正常信号的传输，为减少反射，增加系统的 可靠性，在CAN总线的两端安装了终端匹配电阻 Rt,终端电阻主要起吸收信号的作用[4】》

2.5 LIN总线通信模块硬件设计

在智能配电箱的设计方案中，智能配电控制模 块充当LIN网络的主节点，通过UART1串口连接 到LIN收发器TJA1020,然后再由TJA1020连接到 LIN物理总线上。LIN收发器TJA1020用来提供LIN 控制器与物理总线之间的接口，LIN网络的从机节 点采用高性能低成本的8位LPC936单片机来实现。

3某型火箭炮智能配电箱软件设计

智能配电箱设计功能复杂、任务量大，其软件 系统包括嵌入式操作系统和应用程序。应用软件主 要用于对配电模块的配电状态监测和配电管理，能 够控制智能配电模块通断、配置智能配电模块参数
配置等，且可对智能配电模块进行状态查询和参数 修改等。

3.1智能配电控制模块软件设计

智能配电控制模块软件主要实现配电模块参数 的读取、设定、监控功能和CAN总线、LIN总线数 据传输等功能。所有功能都通过任务(task)的形式 来实现，嵌入式操作系统对任务进行管理和调度。 智能配电控制模块系统设计了 7个任务：I/O管理 任务、CAN发送任务、CAN接收任务、LIN处理 任务、配电管理任务、LCD显示任务和键盘处理任 务。整个系统的运行思路如图3,首先需要目标板 初始化和操作系统的初始化，目标板的初始化主要 是系统所使用的资源的初始化（端口的配置，中断 的设置，时钟的选择等）：其次，创建任务（任务的 堆栈的设置和任务的创建，优先级设计），在初始 化和任务创建完成后可启动操作系统的任务调度 器。
系统启动及初始化
任务和信号量创建
启动多任务调度
图3软件的总体运行流程
智能配电控制模块软件任务：

3.2智能配电模块的软件设计

智能配电模块软件实时采集四路A/D输入端的电 压，输出端的电压、电流和温度，同时对采集的数字 量进行滤波处理，保证采集的准确性，从而实现用电 设备的过压、欠压、过流和温度故障保护15]。软件利 用P89LPC936内部的23位系统定时器作为系统实 时时钟，周期为10 ms,任务分为AD采样、实时 任务处理、状态检测，前台任务主要负责LIN总线 通讯数据处理。