4  CAN接口通訊軟件設計

　　對于can的通訊程序，采用分層處理的方法，包括驅動層和應用層。因此，can接口軟件通訊包括兩部分：can驅動程序和can應用程序。驅動程序負責完成linux內核與sja1000之間的數據通訊，即linux內核設置sja1000的控制寄存器，讀寫sja1000接收、發(fā)送緩沖器。應用程序部分負責完成用戶空間和內核空間的數據交換，以及分析從sja1000接收到的報文，封裝要發(fā)送報文。接收的報文主要包括來自變流模塊和變槳偏航控制模塊的機組狀態(tài)信息及風速風向、各類溫度和轉速信號等。發(fā)送的報文包括下發(fā)給變流模塊和變槳偏航控制模塊的控制指令及控制參數。

　　4.1 can驅動程序設計

　　(1)底層驅動程序總體設計。在linux中設備驅動程序是由一組數據結構和函數組成的，它包含設備服務子程序(如open、read、write、close、ioctl等)、初始化函數can_init()和中斷處理程序can_interrupt()。

　　在linux加載can驅動時調用can_init()，向操作系統(tǒng)注冊設備，同時完成can總線波特率的設置，id過濾器的設置，清空接收和發(fā)送緩沖區(qū)，開啟中斷等工作，完成初始化后，退出復位模式，進入正常的工作模式。

　　read從接收緩沖區(qū)讀取數據；write向發(fā)送緩沖區(qū)寫人數據；release關閉can 控制器；ioctl向can 控制器發(fā)各種操作命令，包括設置sja1000總線波特率、id過濾器等；open 打開can 控制器，并使用函數request_irq()向系統(tǒng)申請中斷，并設置中斷處理程序為can_interrupt()，當sja1000內部中斷寄存器(ir)的任意位置為1時，int引腳低電平有效，調用其中斷處理函數can-interrupt()，在該函數中讀取中斷控制寄存器，判斷中斷原因(接收中斷、發(fā)送中斷、錯誤中斷、數據溢出中斷、喚醒中斷)，從而調用相應的服務子程序。

　　(2)sja1000讀寫邏輯分析及設計。由于sja1000的地址線和數據線是分時復用的，需要通過軟件編程模擬地址鎖存信號，以達到數據和地址的分時傳輸，因此，在程序設計中，要考慮sja1000的讀寫時序。圖4為sja1000的寫時序圖。

　　圖4  sja1000寫時序圖

　系統(tǒng)中can通訊協(xié)議采用擴展幀格式，29位id定義見圖6。

　　圖6  can通訊協(xié)議擴展幀id

　　其中，命令碼是來自不同模塊的報文的代號，占id的高12位，范圍為0x000-0x0FFf，包含同一組信號的報文具有唯一的命令碼。源地址和目標地址取決于控制器地址，主控制器為0x01，網側變流控制器為0x02，電機側變流控制器為0x03，變槳偏航控制器為0x04。id的低9位分別為后續(xù)幀標志和后續(xù)幀幀數，若后續(xù)幀標志為1，則表示該報文還有后續(xù)幀需要傳輸。#p#分頁標題#e#

　　(2) 基于qt/e的圖形界面應用程序設計。本系統(tǒng)中主控制器圖形界面應用程序基于linux平臺的qt/e實現(xiàn)。圖形界面應用程序主要功能有兩個：一是從can 總線接收風電機組運行狀態(tài)信息，并顯示給用戶，二是判斷并處理機組狀態(tài)信息，通過can接口向各子控制模塊發(fā)送控制信息。由于本系統(tǒng)中can以多主方式工作，接收來自多個節(jié)點的數據，并向多個節(jié)點發(fā)送數據，因此，在應用程序中要封裝不同的報文，還要分析收到數據的信息。

　　為了提高系統(tǒng)的響應，應用程序采用多線程機制，本系統(tǒng)中設計三個獨立線程來處理不同的任務。主線程負責主界面實時數據顯示，歷史數據查詢以及機組狀態(tài)的邏輯判斷和流程控制等。由于數據庫的讀寫是對磁盤文件的直接操作，速度較慢，因此在一獨立線程中實現(xiàn)歷史數據的寫操作，以防止對主線程控制程序的影響，而對于歷史數據的查詢，現(xiàn)場只在特定情況下用到，仍在主線程中實現(xiàn)。can總線數據的交互比較頻繁，為了避免數據的丟失，在一獨立線程中完成數據的接收。

　　5  結束語

　　目前，風力發(fā)電控制技術主要掌握在國外大企業(yè)手中，國內機組的控制器主要依靠技術進口，因此，研究并設計有自主產權的機組控制系統(tǒng)有著深遠的意義。

　　參考文獻

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