電力終端平臺軟件自適應(yīng)的解決方案研究

摘要：電力采集系統(tǒng)的終端產(chǎn)品在現(xiàn)場使用過程中會出現(xiàn)很多無法避免的問題，或者客戶會提出新的需求，這些均需要從軟件方面進行維護。以電力采集終端中的集中器為例，開發(fā)過程中SP4、SP5兩個平臺軟件不能通用，后期維護工作非常巨大?，F(xiàn)通過硬件識別，對目前集中器使用芯片引腳進行分析，并通過調(diào)整軟件結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)軟件通用的目的。

關(guān)鍵詞：電力采集終端;硬件識別;軟件通用

0? ? 引言

在實際開發(fā)過程中，因電力采集終端的SP4、SP5平臺硬件存在差異，因此需先對其硬件接口進行分析，梳理出不同平臺硬件接口的差異點和不同點，在此基礎(chǔ)上調(diào)整軟件平臺，初始化加入平臺識別，調(diào)用不同的配置以達到軟件通用的目的。

1? ? 硬件分析

1.1? ? 基本原理

根據(jù)RM0090（Reference manual），在STM32的GPIO輸入模式下，空腳懸空狀態(tài)下讀取輸入寄存器，可得到“不確定、1、0”三種結(jié)果。在輸出模式下，空腳配置在推挽（push-pull）模式，輸出等于輸入。故利用空腳特性和非空引腳固有狀態(tài)作為軟件識別點。

1.2? ? 引腳分析

利用兩個平臺引腳配置的差異，軟件在程序啟動時進行有效識別，從而得到平臺區(qū)分，并以此為基礎(chǔ)調(diào)整軟件設(shè)計，最終達到軟件通用的目的。SP4、SP5引腳差異如表1所示。

2? ? 識別點驗證

2.1? ? A識別點

條件：引腳5（PE6）、引腳142（PE1）、引腳141（PE0），SP4均懸空，SP5作為第二路485功能。

方法：通過對485芯片RE/DE引腳的控制，使RD處于高阻態(tài)，讀取USART2_RX對應(yīng)GPIO的狀態(tài)值，讀取USART2_TX對應(yīng)GPIO的狀態(tài)值。

過程：RE輸出低電平，輸入下拉讀RX引腳，輸入上拉讀RX引腳，輸入下拉讀TX引腳，輸入上拉讀TX引腳。在PE6輸出低電平前置條件下，輸出結(jié)果如表2所示。

由表2可知，SP5最后統(tǒng)計結(jié)果為1111，SP4結(jié)果為0101。

2.2? ? C識別點

條件：引腳40（PA4）、引腳56（PG0），SP4均懸空，SP5作為esam電源控制和片選引腳。

方法：SP5在esam電源打開和關(guān)閉情況下，讀取片選引腳狀態(tài)值。

過程：打開esam電源，輸入下拉模式讀取CS引腳，輸入上拉模式讀取CS引腳，關(guān)閉esam電源，輸入下拉模式讀取CS引腳，輸入上拉模式讀取CS引腳。以PA4輸出高電平為前置條件，打開esam電源，輸出結(jié)果如表3所示。

由表3可知，SP5平臺硬件引腳輸出結(jié)果為1100，SP4結(jié)果為0101。

2.3? ? 軟件防抖

打開關(guān)閉esam電源，需要等待電平穩(wěn)定，對應(yīng)軟件延時。電源曲線如圖1所示。

延時函數(shù)使時間計算：MCU主頻f=220 MHz;一個機器周期為 s。執(zhí)行120 000次，耗時為t=（d×5×1 000）=5 ms。

3? ? 軟件結(jié)構(gòu)調(diào)整

（1）初始化加入平臺識別：提供全局接口，定義枚舉SP4/SP5/SPX，通過調(diào)用bspClkIsSPX（）得到平臺識別結(jié)果;

（2）SP4和SP5的BSP合并，定義新的BSP類型：DJZQ_X_0_1;

（3）引腳功能差異、存儲差異處理：引腳配置差異，定義兩套配置，通過識別結(jié)果，在初始化時調(diào)用不同的配置。EEPROM均衡同時適用于FRAM。

4? ? 結(jié)語

本文以集中器為例，對SP4和SP5平臺硬件引腳接口進行分析，依據(jù)RM0090，兩個平臺硬件MCU引腳配置存在差異，利用空腳特性和非空引腳固有狀態(tài)作為軟件識別點，從而得到平臺區(qū)分，通過初始化識別平臺及BSP合并實現(xiàn)軟件優(yōu)化調(diào)整，達到軟件平臺通用的目的。另外，其他電力采集終端如配變、專變終端等SP4和SP5平臺，也可借鑒此方案。電力采集終端產(chǎn)品迭代非常頻繁，后續(xù)SP6平臺設(shè)計，可提供單獨的引腳配置，方便軟件直接識別，對象包括集中器、配變、終端以及open方案系列產(chǎn)品。

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收稿日期：2020-03-23

作者簡介：王亞超（1993-），男，山東菏澤人，助理工程師，研究方向：無線通信。