1引言

　　蓄電池極板的化成丁藝是蓄電池生產(chǎn)過程中的重要一環(huán),。所謂化成是指過對極板充放電過程，即利用電化學反應使電能轉(zhuǎn)化成化學能儲存起來。蓄電池的化成充放電過程是一個在外加電壓下復雜的化學反應過程,，需要監(jiān)控系統(tǒng)對極板電流電壓值進行監(jiān)視并對充放電參數(shù)不斷調(diào)整,。一般一個蓄電池生產(chǎn)廠有上十臺甚至上百臺化成充電機在各自控制系統(tǒng)的控制下同時運行，而這些控制系統(tǒng)通常以RS485／CAN總線連接,，通過串口與上位機實現(xiàn)主從式通信,。隨著網(wǎng)絡化日益普及，出現(xiàn)了底層依然采用RS485總線連接,，而留出以太網(wǎng)接口直接用于與企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)連接,。這里重點講述以太網(wǎng)連接的實現(xiàn)過程。

　　2監(jiān)控系統(tǒng)的組成及原理

　　該系統(tǒng)以AVR為主控制核心,，由CS5460A實時采集電流電壓值發(fā)送到主控制器,。主控制器根據(jù)實時數(shù)據(jù)，采取特定充放電機制,，由D／A轉(zhuǎn)換器TLC5615通過電壓跟隨器輸出0～5 V電壓以控制外部電源電路,，進而對蓄電池極板進行不同的充放電過程。選用RTL8019AS作為網(wǎng)卡,，系統(tǒng)內(nèi)嵌uIP協(xié)議棧,，從而實現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)與PC機的以太網(wǎng)連接。其基本結(jié)構如圖1所示,。

　　3系統(tǒng)硬件設計

　　3.1主控制器的選擇

　　Atmega128采用RISC結(jié)構,，128 Kb可在系統(tǒng)編程／應用編程Flash程序存儲器，4 Kb EEPROM,，4 Kb SRAM,，豐富的片內(nèi)資源很方便運行一個小型的操作系統(tǒng)，如μC／OS-Ⅱ可以嵌入TCP／IP協(xié)議,。

　　3.2數(shù)據(jù)采集電路設計

　　CS5460A器件負責采集極板的電流電壓瞬時值,，它是一種帶有能量計算引擎的CMOS單芯片功率測量器件，可以測量瞬時電流,、瞬時電壓,、瞬時功率、能量以及RMS電流和RMS電壓,。它采用SPI接口與主機對應接口連接,，具有4個I／O口，分別是片選CS,、數(shù)據(jù)串入SDI,、數(shù)據(jù)串出SDO和串行時鐘SCLK。為避免外部干擾,，它與主控制器之間由光電隔離器件6N137進行隔離,。數(shù)據(jù)采集電路如圖2所示,。其中，VIN+,，VIN-為電壓輸入端,，用于檢測充放電回路中的瞬時電壓值；IIN+,，IIN-為電流輸人端,，用于檢測瞬時電流。豐控制器外擴并行存儲器AM29F040B及時保存采樣值,，外接串行EEP-ROM AT24C04保存充放電參數(shù),。

　　3.3以太網(wǎng)接口電路設計

　　RTL8019AS是一種高度集成的10 MB以太網(wǎng)控制器，與NE2000兼容,，支持8位,、16位數(shù)據(jù)總線；內(nèi)置16 KBSRAM緩存,；可連接同軸電纜和雙絞線,，并可自動檢測所連接的介質(zhì)，其連接電路示意圖如圖3所示,。

　　RTL8019AS的JP引腳決定網(wǎng)卡的工作方式,。設計中JP引腳接高電平(VCC=+5 V)，即使用跳線方式,，此時可省掉外部EEPROM,。主機通過I／O模式訪問以太網(wǎng)控制器。RTL80-19AS工作在8位模式下,，其引腳IOCS16B經(jīng)電阻接地,，所有的控制功能或數(shù)據(jù)傳輸都是通過訪問地址偏移為00H～1FH寄存器完成的，所以只需5條地址線(SA4～SA0)即中,。在跳線方式下RTL8019AS的I／O地址由引腳IOS3～IOS0決定,。將IOS3～IOS0對應引腳全部接低電平，SA8和SA9接高電平,，這時RTL8019AS的I／O基地址為300H,。8位數(shù)據(jù)線是SD0～DS7。PL0和PLl1地,，采用雙絞線連接,。AEN是地址使能端，低電平有效,。

　　4系統(tǒng)軟件設計

　　4.1系統(tǒng)任務模塊的組成

　　系統(tǒng)任務共分五大模塊，即采集模塊,、充放電控制模塊,、RS485總線通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊、故障檢測模塊,。其中充放電控制模塊根據(jù)設置的工藝參數(shù),，由D／A輸山0～5V間指定的電壓和電壓保持時間；故障檢測模塊包括電流故障,、斷流故障,、過流故障、程序錯誤故障,、電源欠壓故障和短線故障,。

　　4.2以太網(wǎng)通信模塊的程序設計

　　首先編寫網(wǎng)卡的驅(qū)動程序，以完成網(wǎng)絡通信中數(shù)掘鏈路層的任務,，它對上層提供3個接口函數(shù)：

　　

　　由于該系統(tǒng)采取多任務機制,，因此內(nèi)嵌小型操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ。uIP的結(jié)構非常簡單,，網(wǎng)卡只需將接收的包填人uip_buf,，設置uip_len的長度為包長，然后在uIP的輪詢循環(huán)中檢查uip_len是否大于零,。該程序?qū)⒁蕴W(wǎng)通信作為μC／OS-Ⅱ的一個任務,，部分程序代碼如下：
　　

　　5 結(jié)語

　　帶有以太網(wǎng)接口可使控制系統(tǒng)與上層網(wǎng)絡直接連接，但它需要有一直延伸到工廠底層的以太網(wǎng)支持,，設備內(nèi)嵌Web服務器使得其有條件直接通向互聯(lián)網(wǎng)與外界直接溝通信息,。