| Date | Author | Note | Version number |
|---|---|---|---|
| 2022.06.13 | LHC | First edition | V1.0.0 |
- 大棚控制器主要由 主板卡MCU: STM32H743xx、子板卡副MCU: STM32F030F4x 和 迪文屏幕DMG10600C101_15WTR 构成。
- 硬件板卡基本配置情况：
-主MCU板卡：集成了
4G、WIFI、USB等基础外设，包括外扩的SDRAMW9825G6DH和 QSPI FLASHW25Q256FVEIG等 外挂芯片和标桩的RS232和RS485通讯接口。- AI：基本模拟量输入板卡，标准
8路电压/电流型信号输入。 - AO: 基本模拟量输出板卡，标准
8电流（4-20mA）型信号输出。 - DI：基本数字量输入板卡，标准
8数字信号输入接口，支持12V-24V直流电源输入。 - DO: 基本数字量输出板卡，标准
8数字信号输出接口，回路支持交直流任意电压。 - CO: 基本局域网通信，接入模块支持LORA、光纤等局域网组网芯片。
- 特别说明：
数字输出和模拟输出，目前仅支持远程模块4G进行控制，数字输出（部分引脚占用）受用户逻辑影响（在自动模式时）。
- AI：基本模拟量输入板卡，标准
- 大棚控制器，在原气站控制器基础上,通过模拟PLC的外部数据采集策略(数字信号高、低电平和模拟信号4-20mA、电压信号0-10V)，映射到内存指定地址，内部从机号(4G/wifi远程访问站号)
0x02。 - 四种信号：数字输入、数字输出、模拟输入、模拟输出均在内存中设有独立地址，操作策略遵循
Modbus协议约定。 RS485访问站号0x03,目前暂未和站号0x02关联，故内部变量地址并不关联。- 目前上层用户逻辑，主要通过检测
4路模拟信号输入，分别组合控制14个电磁阀动作。
- 注意按照IO外部接线图纸，正确连接各部分线路。
- 除用户逻辑占用的部分IO外，剩余输出IO可自由通过远程设置其状态。
- 用户默认登录名为：
2022, 密码为1314。 - 其内部阈值设定界面参数，均与用户逻辑紧密相关，参数设定与选取需查看需求文档后
谨慎操作。
-
硬件部分：
- 对于主MCU板:
- 外部晶振源大小为
25MHz。 - 底部卡槽板卡的
16根中断线均需要并联上0.01uF电容减小静电干扰。 - V3.0版本的硬件，SDRAM的块选线存在错位问题。
- 错误的设计：
- 正确的设计：
- 错误的设计：
- 使用
Jlingk下载器下载时存在:断电后下载无法同步时钟频率，导致软件卡住现象。 - 硬件看门狗实际并未启用[2022.06.13]
- 外部晶振源大小为
- 子板卡副MCU板:
- 下载调试接口被用作
74HC138译码器输入信号，在二者在任何时候只能选择其一(为了便于下载程序，在mian函数中加入了HAL_Delay(5000))。
- 下载调试接口被用作
- 对于主MCU板:
-
软件部分：
- 内存地址映射关系
寄存器组 映射对象 地址范围 操作类型 规则 InputCoil 数字输入 10001 - 19999 R 顺序对应 Coil 数字输出 00001 - 09999 R/W 顺序对应 Input Register 模拟输入 30001 - 39999 R 顺序对应 Holding Register 模拟输出 40001 - 49999 R/W 顺序对应 - 站号 对应外设
站号id 对应外设 访问参数 访问方式 访问周期 0x02 4G云平台 115200 + 无校验位 + CRC 云端轮询 1Min 0x02 WIFI云平台 115200 + 无校验位 + CRC 云端轮询 1Min 0x02 用户线程Control_Task 线程参数 内核调度 1S 0x03 外部RS485请求对象 9600 + 无校验位 +CRC 被动回复 发起请求方决定 -
说明：
- 目前应用场景比较简单，内部从站
0x03与四种信号实际并无关联。 - 目前底板仅仅支持接入8张字板卡，实际设计考虑的最多支持到16张。
- 目前通信线路的速度为:115200bps。
- 支持子板卡随意改变位置。（仅仅在组态时）
- 目前应用场景比较简单，内部从站
-
模拟量与物理量换算关系说明：CSDN博客
-
OTA Flash分区
类型 起始地址 大小 中断向量偏移量 bootloader 0x0800 0000 128KB 0 app1 0x0802 0000 256KB 0x20000 app2 0x0806 0000 256KB 0x60000 update_flag 0x081C 0000 128KB NULL user_flag 0x081E 0000 128KB NULL -
注意：
H743的flash按扇区进行划分，每个扇区
128KB，分为2个BANK，每个BNAK编号范围: 0 - 7, 因为带有10bit的ECC，所以总线位宽为256bit，每次通过2条64bitAXI数据总线进行访问，每次擦除也是按照最少一个扇区进行擦除。 -
工作流程
-
板卡接入底板时，板卡自身处理流程：
- 不同类型板卡上电后先读取一次板卡型号（板卡类型编码和卡槽编码组成），通过该值来来确定本板卡站号。站号编码规则：[卡槽编码从
0开始]- 主CPU板站号为
0x00,其他从机板卡号根据卡槽位置依次顺延，比如卡槽1上板卡站号为0x01。 - 从机板卡的寄存器Map编码规则：
- 所有从机板卡寄存器均根据板卡类型进行裁剪，比如数字输入板卡，仅保留输入线圈寄存器组的访问权限。
- 如果主CPU错误的访问当前板卡的越界寄存器组，为避免出错，从板卡不做处理且不应答。
- 主CPU板站号为
- 不同类型板卡上电后先读取一次板卡型号（板卡类型编码和卡槽编码组成），通过该值来来确定本板卡站号。站号编码规则：[卡槽编码从
-
所有板卡插入卡插槽时，均在
IRQ线上产生中断信号，等待主CPU读取板卡编号后清除中断信号。 -
中断信号产生条件：
- 数字输入板卡：当板卡检测到有新的信号接入或者拔出，发出一个中断信号通知主CPU处理。
- 数字输出板卡，只有在上电时发中断信号，通知主CPU读取板卡ID后清除中断，其他时候输出信号变化后由主CPU主动建立通讯连接。
- 模拟输入板卡：当模拟板卡的某一路信号跳变过大(
0.1mA)时，主动发出中断信号，要求主CPU立即处理；其他时候由主CPU轮询调度来上报信息。 - 模拟输出板卡：与数字输出板卡采用的策略一致。
- 通信板卡：收到
A型从机应答后，发出中断信号，通知主cpu板卡更新本地数值，B型从机的动作，由主cpu调度。
-
-
主CPU处理卡槽上不同类型板卡的流程：
- 主CPU上电时（主CPU中断线全部上拉），根据中断系统（依据卡槽的中断线优先级）读取中断编码到中断表，由中断裁决系统二次确定最终优先级并交给调度系统定夺。
= 主CPU中断系统优先级编码规则(数小优先)：
- 板卡中断优先级确定规则：模拟输入 > 数字输入 > 数字输出 > 模拟输出信号
- 当出现卡槽中插入多张同类型板卡时处理规则：相同类型板卡中断优先级由卡槽顺序决定。比如卡槽1模拟板卡优先级高于卡槽2模拟板卡。
- 最终优先级确定规则：
-
不同类型板卡优先级范围：[中断编码上限范围：
0x50]- 模拟输入板卡：0x00-0x0F.
- 数字输入板卡：0x10-0x1F.
- 数字输出板卡：0x20-0x2F.
- 模拟输出板卡：0x30-0x3F.
- 通信板卡： 0x40-0x4F.
-
根据返回的板卡信息表，先查询表中是否存在模拟输入类型板卡，如果存在，则编码规则为：
- 卡槽1模拟板卡优先级为：
0x00, 对应的卡槽为：0x00-0x0F, 如果板卡数量不止一张，则第二张优先级为：0x01,对应的卡槽为：0x00-0x0F,依次编码到最后一张该类型板卡。
- 卡槽1模拟板卡优先级为：
-
其他板卡中断优先级确定规则同上。
-
- 最终优先级确定规则：
- 主CPU上电时（主CPU中断线全部上拉），根据中断系统（依据卡槽的中断线优先级）读取中断编码到中断表，由中断裁决系统二次确定最终优先级并交给调度系统定夺。
= 主CPU中断系统优先级编码规则(数小优先)：
- 板卡中断优先级确定规则：模拟输入 > 数字输入 > 数字输出 > 模拟输出信号
- 当出现卡槽中插入多张同类型板卡时处理规则：相同类型板卡中断优先级由卡槽顺序决定。比如卡槽1模拟板卡优先级高于卡槽2模拟板卡。
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主CPU对所有读取到板卡类型（板卡类型编码和卡槽编码）进行合理化裁定，比如如果读到不存在板卡类型或者不存在卡槽号时，需判定本板卡无效，且在屏幕上显示板卡错误图标。
-
不同类型板卡在主CPU寄存器Map中映射规则：
- 数字输入板卡：以检测到第一张板卡开始（不理会在卡槽中位置），映射到输入寄存器组范围：0x00-0x07，
如果系统中存在不止一张板卡，则接下寄存器地址为：
N*8U + Qi(其中N为板卡序号，Qi为板卡对应的输出信号，8为每张数字板卡的固定物理通道数)。 - 其他三种类型板卡地址映射规则均同上。
- 不同类型板卡寄存器映射有效范围:
- 数字输入板卡：0x00 - 0x7F.
- 数字输出板卡：0x00 - 0x7F.
- 模拟输入板卡：0x00 - 0xFF.(一个模拟量占用两个
16bit寄存器) - 模拟输出板卡：0x00 - 0xFF;
- 数字输入板卡：以检测到第一张板卡开始（不理会在卡槽中位置），映射到输入寄存器组范围：0x00-0x07，
如果系统中存在不止一张板卡，则接下寄存器地址为：
-
主CPU工作在有线模式下的调度策略：
- 主CPU通过中断查询任务，定时轮询一张中断表，检测该表中是否存在中断请求任务，如果存在，则通过优先级编码表找到最高优先级卡槽进行响应。
- 无论中断表中是否有中断请求任务，如果系统中存在模拟输入板卡，则主CPU都要对该板卡进行轮询（1S）数据查询来更新本地寄存器Map。
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主CPU工作在无线模式下的调度策略：
- 此时将屏蔽四种类型：DI、DO、AI、AO板的中断请求(无论中断产生与否)，不做处理，此时主要响应通信板中断请求。
- 主CPU对通信板中断处理流程：(中断编码优先级与模拟输入板优先级编码一致)主CPU对通信CPU发出数据后，等待通信板CPU收到外部设备的数据请 求后，发出的中断信号，确定本次远程控制有效性。
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通信板卡地址区域划分：
类型 用途 地址号 信道 寄存器类型 Map区域 IO数量 可接入块数 主机 通信发起方 0 0 混合寄存器 0、1、3、4 软上限 硬上限 A类从机 启动信号接入 1 ~ 4 1 ~ 4 输入线圈 0 - 31 8路/块 4块 B类从机 目标继电器输出 5 ~ 37 5 ~ 37 线圈输出 8 - 40 8路/块 4块(预留一块有线继电器输出)
- 数字量输入 和 数字量输出 与硬件引脚对应关系。
- 模拟量输入 对应ADC与电流间关系。
- 模拟量输出 对应DAC与电流间关系。
- 屏幕各组件 间地址映射、数据变量下发、上传与阈值界定测试。
- 用户逻辑 测试各输入物理量与对应电磁阀间动作关系。
- 远程OTA 测试下载和上载不同大小的程序块。
- 模拟量与数字量所有测试均通过。
- 屏幕组件测试通过（控制部分：数字量输出和模拟量输出并未测试）。
- 用户逻辑，启动模式、停机模式、安全模式基本保障点以按照文档测试通过。
- 暂略。
- 启动模式：以汽化器出口压力
补压停止值作为气站出口阀动作条件，导致出口阀提前关闭造成汽化器无法满足补压启动条件，进而气站停止运行。[2022/09/27修复] 
- 在1问题发生时，如果启动信号有效，则此时，出口阀处于打开状态(不影响气站工作)。
- WIIF模块 云端参数上传和远程升级暂未实现。
- Shell 端口内部配置行为未启用。
- DO输出阀门 的持续时间和间隔时间暂未加入。
- 迪文屏幕 对数字量输出和模拟量输出暂未支持。
- 迪文屏幕 阈值设定界面中参数输入小数点仅支持一位（迪文屏幕原因:用
定点小数表示浮点数）。 - ADC与DAC 参数自动校准程序暂未匹配。
- 模拟量输出 仅云平台具有相应权限后可以修改。
- OTA升级 不同版本程序，中断向量偏移量必须与
App1和App2启动地址一一对应。 - Save_Param结构 当向内部怎加成员时，要在Report_Backparam中减去非阈值界面参数成员所占用的地址，否则可能覆盖迪文屏幕其他图标变量。
- 模拟输出板卡 策略暂未考虑清楚，故暂不作输出适配。
- USB 目前为USB虚拟串口功能。
- QSPI_FLASH 和 SDRAM 暂时没有启用。
- 通信板卡 暂未接入使用。
- Stm32芯片烧机贴 https://www.amobbs.com/thread-5001725-1-1.html。
- shell_port.c
if (HAL_UART_Transmit(&SHELL_TARGET_UART, (uint8_t *)data, len, 0xFFFF) != HAL_OK)中0xFFFFF应该 改为0x100,否则硬件有问题就会导致卡死。 - 使用4-20ma电流由来：https://mp.weixin.qq.com/s/4XIiPvDNZc4O5y1tUhjC4w
- +24V电源同为GND。
- 继电器扩流板导通信号全为220V。（实际存在24V传感器）
- 控制类信号错乱不堪（相关阀信号和启停信号）。
- 继电器扩流板（控制信号线：+24V接成-24V)