嵌入式电力监控系统的设计与实现.doc

天津大学硕士学位论文嵌入式电力监控系统的设计与实现姓名：陈冬申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：杨兆选20070501摘要电力系统的远程监控是近年来得到迅速发展并受到电力系统有关运营、管理、科研等部门工程技术人员日益关注的研究领域，是目前国内外的一个研究热点。它的发展和采用，对电力系统的安全运行具有重要意义，具有明显的经济效益和社会效益。论文工作所研究的嵌入式电力监控系统是北京合众达电子技术有限公司的重点项目。它融合嵌入式技术、网络技术和监控技术，统一了电力现场端和调度端设备的功能，是构成嵌入式电力监控网络的重要节点；它充分发挥了嵌入式系统的特点与优势，是对传统电力监控领域的有力补充。论文主要工作包括：在深入研究芯片的特点和片内外资源使用方法的基础上，详细阐述了系统的整体结构和各功能接口的设计，并编写了各外设的测试驱动；成功解决了裸机初始化、管理、中断向量表等开发难题，并实现了的定制与移植；完成了嵌入式操作系统和图形界面包的移植，并开发了基于的电压演示程序；设计并编写了、等设备的驱动。经过仔细调试，系统各功能顺利实现，现已生产了样板，完善后即可用于商用。系统以公司的嵌入式处理器为核心，外接芯片对电压电流信息进行现场采集，然后通过总线控制模块进行现场总线数据通讯；通过接口模块实现与控制中心的数据传输，实时地将现场信息反馈给控制中心；该控制系统还配有和视频输出模块，可以通过内部程序将现场信息转化为数据或图表，显示在外接的显示器或液晶屏上，供现场的检测人员参考，及时了解电力现场状况；在处理器上运行嵌入式操作系统对整个系统进行控制管理，并运行嵌入式服务器，通过网络进行远端信息发布，使监控人员可以通过网络浏览器监控现场。本文首先介绍了电力监控的发展状况及嵌入式技术在电力监控中的应用，然后详细阐述了系统的整体设计方案，接着细致地研究了开发中的关键技术，最后重点阐述了总线控制器的使用、接口设计及设备驱动。可以预见，远程监控将发展成为电力系统中不可或缺的一部分，远程监控技术本身也将发展成一个新的交叉学科。同时，电力远程监控将是一个巨大的市场，对其开发研究具有巨大的学术上和经济上的吸引力。关键词：电力监控嵌入式系统设备驱动，百，：，独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤盗盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：上汐汐年乡月弓同学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解盘鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权苤连盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：稳每签字日期：二汐护年么月罗日导师签名：移磁签字日期：另酬年易月多日第一章绪论第一章绪论本章对嵌入式系统的概念及其在电力系统中的应用做了简要介绍。并概述了基于嵌入式电力监控系统的特点和应用。嵌入式系统的定义与特点嵌入式系统（）是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁减，适用于应用系统对功能，可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外同硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序个部分组成，用于实现对其他设备的控制，监视或管理等功能：。电气工程师协会对嵌入式系统的定义是：嵌入式系统是用来控制或者监视机器，装置，工厂等大规模系统的设备。北京航空航天大学的何立民教授对嵌入式系统这样定义“嵌入到对象体系中的专用计算机系统。”嵌入性，专用性和计算机系统是嵌入式系统的三个基本要素。对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。虽然无论位的单片机，还是高性能的位处理器都能构成嵌入式系统，但现在普遍比较认为有前途的嵌入式系统应该是：硬件以一个高性能的处理器（，等）作系统为基础，软件以一个多任务操作系统为基础的综合平台它相对于传统的或单片机有以下一些特点：）功耗低，体积小，专用性强。能够把中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于系统小型化设计。）带有多任务的嵌入式操作系统。可以同时运行多个进程，同时响应多个任务请求，多个程序进行整合管理。有利软件系统的维护和升级。现在许多嵌入式设备都安装，等操作系统，实现管理的系统化。）精巧的人机交互。现在的许多嵌入式系统都带有小型的键盘，显示屏等输入输出设备便于人机交互，方便使用者对嵌入式产品的操作和管理。现在一些先进的不仅可以汉字写入，短消息语音发布，甚至有的可以语言同声传译。这些使用上的方便都得力于触摸屏技术，语音识别等先进的嵌入式交互技术的发展。第一章绪论）网络互联实现资源共享。为了适应嵌入式分布处理结构和应用上网的需求，新的嵌入式设备都配有一种或多种通信接口。针对外部联网的要求，嵌入式设备需要配有接口并需要协议族软件支持：针对家电互联或现场仪器协调工作等要求，嵌入式设备还需要具备，或通信接口。互联的嵌入式设备方便的实现了信息共享，信令发送和数据传输。）丰富的外设资源基于强大的嵌入式处理器，嵌入式系统可以外接多种功能芯片。如视频音频处理，转换，专用算法处理，数据存储等芯片。使嵌入式设备可以用于多种场合，大大扩展了嵌入式应用的外延。现代基于等嵌入式处理器的嵌入式设备广泛的应用于以下场合：）下一代的无线设备，包括视频电话，笔记本电脑和设备等。）数字消费品，包括机顶盒，家庭网关，播放器和播放器等。）成像设备，包括激光打印机，数字照相机和数字摄象机等。）工业控制，包括马达控制和能量控制等。）汽车，通信和信息系统等。）网络设备，包括，等。嵌入式技术在电力系统的应用电力系统是一个包含了电能生产、传输和使用的复杂系统，各种生产设备地域分布广泛，设备类型众多、数量巨大，对这些设备的监控、诊断和维护成为提高系统管理水平的重要内容幢。电力系统中各重要节点的电压，电流，用电量及绝缘设备老化程度等都对整个电力系统的安全稳定运行起着关键作用，因此，对他们的监控技术也就尤为重要对于现场以及相应节点电压电流，绝缘老化，用电量的监测，般都在现场安排了专门的测量仪器和监控设备，这些设备的测量数据通过网络传到控制中心。监控人员通过对声音，图象，电压电流等信息的分析，通过网络控制现场的监控设备，监控设备依据收到的指令控制电力现场协。电力系统的远程监控是近年来得到迅速发展并受到电力系统有关运营、管理、科研等部门工程技术人员日益关注的一个新的研究领域，是目前国内外的一个研究热点。它的发展和应用，对电力系统的安全运行具有重要意义，具有明显的经济效益和社会效益。随着传感器技术，计算机技术，通信技术，智能技术，嵌入式技术等相关领域技术的发展以及远程监控技术本身的发展，越来越多的新技术在第一章绪论电力远程监控中得到应用。其中嵌入式技术以其灵活、功能可裁减、可靠等特点，得到了特别的重视。嵌入式技术在电力远程监控中主要有以下应用：现场总线互联的多层分布的嵌入式监控网络结构。整个系统进行多层管理：现场端系统，调度端系统和通信系统。现场端系统用嵌入式处理器代替传统的工控机，将现场的模拟信号就地进行转换，采用现场总线技术，进行通讯互联。充分发挥嵌入式设备体积小，功耗低，易于维护的特点。调度端系统可以通过或者无线网络接口和现场端设备相连，使监控人员在监控中心或在其他地方通过智能手机、机顶盒等嵌。入式设备随时了解电力现场状况。通讯系统采用现代数字通讯技术，将现场视音频信息进行压缩传输，充分保障通讯的高速与准确。嵌入式网络视频监控在电力系统中的应用。基于嵌入式远程网络视频监控的原理是在现场端嵌入式设备安装摄像头，现场设备采用嵌入式实时操作系统，将视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩，通过高速局域网传到调度端设备的服务器上。该系统主要应用于无人值守变电站、电业局电厂综合监控系统、现场生产调度指挥系统以及对灾害和突发事件的应急处理，以确保监控场所内设备的可靠运行及人员的安全。嵌入式服务器技术在电力系统中的应用。将技术与监测及故障诊断技术的结合策略有设备端嵌入式服务器体系、基于服务的服务器体系和综合的多服务器的系统体系等种。其中设备端嵌入式服务器体系把服务器放在现场设备处，与设备集成在一起，用户通过浏览器监测设备状态，同时可通过浏览器编程的方式来控制设备端的数据采集方式。通过合理分配计算任务，可以充分发挥客户机的强大计算能力，减轻设备端的计算负荷。嵌入式数据融合技术在电力系统中的应用。将嵌入式设备的高扩展性和数据融合技术结合起来。嵌入式处理器通过，等接口扩展各种声，光，电，红外传感器。根据不同的现场环境和条件，监视电压、电流、烟火、温度等不同现场信息。再利用数据融合技术将这些不同侧面得到现场信息还原融合，得到最真实的现场数据。这种技术避免了很多因自然或人为干扰而对现场状况进行地错误检测。大大提高了检测的准确性、真实性。随着网络技术的发展和时代的到来，电力系统的远程检测将会得到更多的发展，可能形成以下新的方式呻儿刀：基于三网合一的电力远程监控系统。三网合一是将通信电视，电信业务和多媒体传输等多种信息服务纳入计算机网络，统一规划建立一个宽频第一章绪论带，大容量，高速率的公用信息网络。三网合一的明显的优势是：第一是方便用户。第二是覆盖率比电信网大。在现代化城市的智能化小区中，利用多功能，多接口的机顶盒进行三表（电表，水表，煤气表）的电力远程检测系统自然是未来的发展方向。基于电网的电力远程监控系统。近年来，信号处理技术，通信技术的进步，使低压电力载波通信得到了迅速发展。再加上智能化小区的建设，家庭智能化网络的兴起和电力部门用电，配电管理实现智能化，自动化和科学化管理的需求等都为低压电力载波通信提供了广阔的发展市场。基于移动无线网的电力远程检测系统。随着时代的到来和后等新兴技术的兴起，无线网络的数据承载能力，数据安全性能大大提高。加上移动联网的灵活性，使无线网络成为远程电力检测研究的新方向。论文的主要内容论文工作完成了基于高性能处理器的嵌入式电力监控系统的设计。以公司的嵌入式处理器为核心，外接芯片对电压电流信息进行现场采集，然后通过总线控制器模块实现现场总线互联通讯：通过接口模块实现与控制中心的数据传输，实时地将现场信息反馈给控制中心：该控制系统还配有玎和视频输出模块，可以通过内部程序将现场信息转化为数据或图表，显示在外接的显示器或液晶屏上，供现场的检测人员参考，及时了解电力现场状况：在处理器上运行嵌入式操作系统对整个系统进行控制管理，并运行嵌入式服务器，通过网络进行远端信息发布，使监控人员可以通过网络浏览器监控现场。本文主要完成了以下几个方面的工作：系统的整体结构和各外设接口的设计，编写全部外设芯片（，等）及片内资源（，等）的测试驱动。研究的管理、系统初始化代码、中断向量表等嵌入式开发关键技术。实现了对、嵌入式操作系统、图形界面包和嵌入式服务器一的定制与移植，并编写了基于的电压演示程序。第一章绪论研究了设备驱动的开发。设计并编写了、等设备的驱动。论文的组织结构本文的组织结构如下：第一章阐述了嵌入式系统的概念与特点，及其在电力系统中的主要应用。第二章详细阐述了嵌入式电力监控系统的整体方案，并对处理器的特点和功能进行了概述。第三章对的管理、裸机初始化程序和的定制与移植进行了细致的研究。第四章重点研究了总线控制模块的使用方法、接口设计与设备驱动的编写。本章小结本章首先阐述了嵌入式系统的概念和特点及其在电力系统中的应用。接着分析了电力监控未来的发展方向。最后说明了本文的主要工作和论文的组织结构。第二章嵌入式电力监控系统的整体方案第二章嵌入式电力监控系统的整体方案本章详细阐述了嵌入式电力监控系统的整体设计方案。最后对核心处理器做了概述。整体设计方案系统采用公司的高端芯片做核心控制，上面运行操作系统和电力监控主程序对各个外设模块进行协调管理。处理器是工业级内核，主频，功耗低，性能稳定，特别适合各种工业控制场合。系统在其丰富的外设接口上，扩展了转换模块，通过程序为控制场合提供不同大小的直流电压和正弦波等特定电压信号；通过触摸屏接口的自动转换模块，检测电力现场各种电流电压的大小；通过脉冲调制接口输出工控需要的不同宽度的方波电压。为了实现数据互联组成嵌入式监控网络，该监控系统还外接有控制模块和接口模块。同时拥有这两种网络接口，使该系统既可以通过高速现场总线互联成为现场端的监控设备，又可以通过接口连接外网进行信息发布成为调度端的控制设备，大大提高了该监控系统使用的灵活性，使统一设备布网成为可能；为了能将电力现场信息实时的展现给现场的检测人员，该系统接有和显示模块，可以通过程序将现场采集的信息转换成图表通过显示器进行显示：另外该系统还有接口，可以扩展接口的摄像头或视频采集芯片对现场图象进行实时采集；为了适应某些无法布线的特殊工业场合，系统还接有低速红外接口，大大提高了数据传输和人们对设备控制的灵活性；丰富的，扩展总线接口可以外接各种声、光、电传感器，实现数据融合，提高检测的全面性和准确性。第二章嵌入式电力监控系统的整体方案总线控制模块调度端嵌入式广一电力监控模块网络控制模块现场端嵌入式电力监控模块控制模块现场端嵌入式电力监控模块控制模块现场端嵌入式电力监控模块图嵌入式电力监控系统本系统是功能全面的监控模块，可以根据需要，布局在电力检测网络不同层面的不同节点上，既可以作为现场端设备又可以作为调度端设备。统一设备布网，节约成本，联接门槛低，易于组成稳定的嵌入式电力监控网络。系统组成如图。系统主要由数据检测单元、视频输出单元、网络通信单元、数据存储单元和外设扩展单元组成。如图所示：一转换模块数数据检据测单元将伙供扶存控制模块储串行堕惨兀视频广视频输出模块输出怫口，呵蛹始埘壮。文“外设单元一“佻训牾山供珧脚接口卜扩网络以太网接口模块哪“展接口展蓖通信总线控制模块扩展接口卜兀单元接口模块图基于的嵌入式电力监控系统结构图第二章嵌入式电力监控系统的整体方案数据检测单元。数据检测单元由输入输出两部分组成。它通过转化模块采集电力现场的各线电路（相，相，相）及各线问的电流电压，反馈给控制单元。处理器将这些信息通过显示单元显示或者通过网络传给调度端的控制人员。控制人员通过转换模块和控制模块输出特定电压或方波信号以控制各线电路的开关状态和电压大小。转换模块。本身集成触摸屏控制模块，支持线，线，线，线触摸屏，有轴模式，轴模式和压力值等几种工作模式。这些工作模式由内部的一组逻辑开关矩阵控制，每个开关的通断状态可以通过读写逻辑开关矩阵寄存器，和来控制。触摸屏控制模块有自动和手工两种采集模式，通过读写系统设备寄存器和触摸屏控制寄存器来选择。这两种模式都遵循特定的采集算法，需要设置每次采集的样点数，最大最小样点值的差值等关键参数，这些都通过设置特定的寄存器来实现。我们这里只需要采集一路电压信号，可以按照只采集轴信号设置逻辑开关矩阵，将待采集电路电压信号和触摸屏控制单元的引脚相接，设置采集模式为自动模式。在每次硬件中断中，切换到手工模式，设置为轴模式，手工采集电压值。这样可以通过每次得到的轴换算出待测电路的电压值。输出模块。本身集成控制模块。参考时钟是就是芯片的外接晶振，大小为。可以同时输出两路方波信号。通过设置和两个寄存器设置每个方波周期及该周期内正电压所占的比例。通过设置寄存器决定每组方波信号的起始极性。转换模块。外接公司的转换芯片组成转换模块【。有四路电压输出，串行数字输入，输出电压范围最大可达。双参考电压，当只接正参考电压时则只能输出正电压，如果接上负参考电压就能输出正负参考电压内的任意值电压。串行输入接为仿模式，分别为和信号，有自己的输入时序。每次输入位数字，最高两位控制四路输出通道的选择，到分别代表到四路通道，最低位为输出电压值。该数值与实际输出电压值的换算关系如下：。鱼翌掣其中和为高低参考电压，在系统中为和。为第二章嵌入式电力监控系统的整体方案位的串行数值。串行数据输入的时序如图所示：（）锄二工丑至正工丑亘臣工丑匹工弓！正几几几几几几。踞静呻卜制一卜图串行输入时序图在端用，两个信号分别模仿和。信号接的片选信号，以使，两个连接多个设备的信号可以单独使用。和接口示意图如图所示：图转换模块接口示意图视频输出单元。通过视频输出单元，监控系统可以将检测单元得到的电力现场信息实时的显示给检测人员。使检测人员对现场情况有直观的了解，对现场的控制更加方便。处理器内置光栅控制单元，外部有视频输出引脚，可以直接输出视频数据信号和视频时序信号。它既可以直接输出信号用于或者显示，也可以通过内部电路转换输出：的色差信号用于或电视制式的显示。它支持到的分辨率。像素深度支持、和等多种格式。内置硬件像数闪烁模块、色色彩表、灰度增强模块、像数位移电路、硬件光标等多种图象处理模块，可以根据输出图象的要求进行选择使用。另外还内置有图形加速单元。通过操作相关寄存器可以实现画线，画点等简单的绘图功能；还可以在内存中实现大块数据的搬移，使图象可以姒嚣蕊一面面第二章嵌入式电力监控系统的整体方案整帧的替代或传输，大大提高了图象处理的速度。使用的内置光栅控制单元显示图象可以遵循以下步骤来实现：根据输出的格式（或者），扫描模式以及外接显示芯片的具体参数配置各种显示时钟信号。包括场时钟信号，场同步信号，场显示信号，场消隐信号，行时钟信号，行同步信号，行显示信号，行消隐信号等。它们的数值通过配置光栅控制单元的显示时钟寄存器组来实现，例如配置寄存器确定场时钟，其他的场信号的大小都以该时钟值为标准。配置厂寄存器选择时钟来源，确定它是否由芯片内部提供，或者由外接显示芯片提供；确定时钟信号，同步信号是否输出，以供外部显示芯片使用。配置显存属性。根据输出图象的分辨率和像数深度，在内存中开辟显存。共有四个分区，配置寄存器确定由哪个内存分区作为显存；配置寄存器确定行像数的个数：配置寄存器确定场像数的个数；配置寄存器确定图象数据起始位置在显存中的偏移量。令配置像数模式。通过配置寄存器确定颜色模式（是位色还是位），像数深度（是，还是），输出移位模式（每移位时钟输出多少像数）。夺向显存写入图象数据。夺使能寄存器，显示输出。其中最重要的是时钟信号的配置，要根据不同的图象要求和芯片参数选择合适的时钟。最常见的逐行扫描时序如图所示：第二章嵌入式电力监控系统的整体方案珊出鹞一一笛嘈、，、”盯黑。、酊盯一，、：一、，、，、嘶岛吐，曲，叫訾、，证一愀”一，、怩、，、，、一、啪：、崩，目耕吣、，伫汀：、啦一上舛盯懈耵：”、，呻“砌七朋叫吖口，蚋、一嗣：州几陀一一一订丌图光栅控制模块逐行扫描时序图玎输出模块。的光栅控制模块外接公司的输出芯片构成输出模块【】。是个高性能的数字模拟转换芯片，输出三路模拟信号，输入为三路的数字信号、同步信号和消隐信号。每路输入数字信号有宽度，在这里光栅控制单元的数据输出引脚，每路复用组成信号，分别接在的三路输入引脚上。内部没有配置寄存器无须软件配置。输出端接显示器，输入端接芯片，在上配置完光栅控制模块即可显示图象。的接口如图所示：第二章嵌入式电力监控系统的整体方案图芯片接口输出模块。由于显示屏输入为数字信号，因此无须外接显示芯片，直接将的数字输出信号接到屏上即可。液晶显示器按照控制方式不同可分为被动矩阵式及主动矩阵式两种。目前应用比较广泛的主动矩阵式，也称（，薄膜晶体管）。液晶显示器是在画面中的每个像素内建晶体管，可使亮度更明亮、色彩更丰富及有更宽广的可视面积。接口信号包括控制信号、数字信号和电源。下面以为例说明的接口信号。控制信号：使能信号；刚：左右扫描方向信号；：上下扫描方向信号：或选择信号；：时钟信号；：水平同步信号：垂直同步信号。数字信号：】；：】；：。电源：第二章嵌入式电力监控系统的整体方案：电源；：地。考虑到信号衰减和较长距离布线，光栅控制单元的数据输出信号，时钟信号需要经过驱动芯片来加强信号避免衰减。另外加入多条信号，可以通过软件控制屏的使能、扫描方向选择、模式选择等功能信号，以匹配多种屏，加大了设计的灵活性。接口如图所示。一。期。摹图接口设计网络通信单元。为了适应电力监控系统多层布局、数据互联的需要，监控系统需要有丰富的网络接口。本监控系统带有总线接口，可以将设备接入现场端的现场总线网络中，实现数据的高速传输；同时提供接口使监控系统可以做为调度端设备使用，接入网实现现场信息的网络发布和远程监控；为了适应某些无法布线或者监控现场不断移动的特殊情况，本监控系统还带有低速红外接口，使设备实现无线通信，大大提高的网络布局的灵活性。以太网接口模块。以太网是是当今局域网采用的最通用的通信协议标准。在以太网中，所有的计算机被连接在一条电缆上，采用带冲突检测的载波侦听多路访司（）方法，采用竞争机制和总线拓扑结构。多以双绞线，同轴电缆为传输媒介。通常传输速度为和，最高可达。在标准中，以太网定义的是物理层（）和数据链路层（对应以太网的）的标准。以太网接口控制器主要包括和两部分，其中层控制器第二章嵌入式电力监控系统的整体方案作为逻辑控制比较容易集成在处理器内部。就是这样一款处理器，外接网络芯片共同构成以太网接口模块。控制器和的连接是通过（，媒体独立接）接口实现的。是连接数据链路层和物理层的接口，具有的功能有：数据和帧分隔符的读写时钟同步；提供独立的读写数据通道；为层和层提供相应的管理信号以及支持全双工模式。内部控制器主要分为两个逻辑部分：一是与芯片连接的接口，二是用于数据传输的描述字处理器模块。另外还有数据检错，冲突检验，流量控制等逻辑电路，可以通过配置相关寄存器选择使用。对接口的操作是通过读写寄存器组来实现。具体如下：读寄存器：）保存总控制寄存器的值。）清除的前导控制位。）查询状态寄存器的位以确定是否繁忙。如果忙则等待，否则进行下一步。）向命令寄存器写入读命令和待读寄存器地址。）重新查询状态寄存器的位。）从数据寄存器读取寄存器的值。）恢复总控制寄存器的值。写寄存器：）保存总控制寄存器的值。）清除的前导控制位。）查询状态寄存器的位以确定是否繁忙。如果忙则等待，否则进行下一步。）将数据写入数据寄存器。）向命令寄存器写入写命令和待写寄存器的地址。）重新查询状态寄存器的位。）恢复总控制寄存器的值。控制模块将传输的数据和传输状态封装成描述字。共有四个描述字组，分别是发送数据描述字组，发送数据状态描述字组，接受数据描述字和接受数据状态描述字组。数据描述字都对应一个数据存储区，每个数据描述字对应一个数据状态描述字。每个描述字（除发送数据状态描述字外）有两个字大小，每位值分别代表不同含义：第二章嵌入式电力监控系统的整体方案）接受数据描述字：第一个字表示该描述字对应数据存储区的首地址；第二个字的低位代表该数据存储区的大小，到位代表该存储区在整个接受数据描述字组中的序号。）接受数据状态描述字：第一个字描述对应数据描述字代表的数据的各种状态。例如：是否是帧结尾，是否是存储区结尾，是否无错误接受，地址匹配模式，重载错误等；第二个字的低位表示数据帧长度，到位表示该描述字在整个接受数据状态描述字组中的序号。）发送数据描述字：第一个字表示该描述字对应数据存储区的首地址；第二个字的低位表示该数据存储区的大小，位是停止帧标志，到位代表该存储区在整个发送数据描述字组中的序号，位帧结束标志。）发送数据状态描述字：只有一个字大小。低位代表该描述字在整个发送数据状态描述字组中的序号。其余位分别代表错误，无错误传输，超载冲突，冲突数量等状态。这些描述字需要对其进行软件的数据结构描述，并为这些数据结构在内存中分配相应的空问。所有描述字的控制是通过配置一组描述字寄存器来实现的。四种描述字都有其对应的寄存器组。关键的寄存器有描述字基址寄存器（表示描述字在内存中的地址），描述字长度寄存器（表示整个描述字组所占内存空间的大小），描述字当前地址寄存器（表示当前所用描述字的地址），描述字使能寄存器（当描述字的数据结构在内存中建立并配置好描述字地址，大小寄存器后，向该寄存器写入需要描述字的个数即激活描述字组运行）。以接受数据过程为例，说明描述字处理器模块传输数据的流程：）软件驱动初始化一定数量的接受数据描述字。）驱动向描述字使能寄存器中写入需要描述字的个数。）描述字处理器将描述字写入内部中减少的值。）描述字所对应的数据存储区的地址写入当前接受存储区寄存器、）。从媒体层接受到一帧数据。控制器将该帧数据传输到接受数据。接受描述字处理器将该帧数据转移到接受数据描述字所对应的内存存储区。重复以上步骤直到一帧数据接受结束。第二章嵌入式电力监控系统的整体方案）帧结束状态写入接受数据状态描述字。接受状态描述字使能寄存器减一。）如果中断条件产生，软件驱动发生中断。）接受的数据传输到网络协议栈层。）软件驱动清除接受状态描述字中的已处理位。）软件驱动构建己被使用数量的接受数据状态描述字。）软件驱动清除已将数据搬运给网络协议栈层的内存数据区。）重复第二步。外接的芯片本系统采用公司的】。该芯片支持，和三种速率模式。可以通过接口或外部引脚来配置工作模式。支持自动增益并可以手动的选择速率及全双工半双工工作模式。该芯片还具有省电模式，可以在不进行大量数据传输时关闭内部无用电路降低损耗。该芯片内部有个控制寄存器控制芯片的工作模式，其中关键的控制芯片重起，自动增益使能，双工模式等功能的选择；显示该芯片的速率模式和双工模式；控制自动增益功能的选择。与通过接口无缝连接。，进行寄存器的读写；：，：进行数据的传输；，提供传输时钟；，进行差错控制；，传输使能。与的接口电路如图所示：第二章嵌入式电力监控系统的整体方案图：出片接口在软件驱动层对控制器和芯片的操作可以由以下步骤完成：）构建四种描述字的数据结构，并在内存中分配描述字的空间。开辟描述字对应的数据存储区。）配置网络芯片。通过操作的接口寄存器设置的内部寄存器。首先读取芯片标识，然后根据标识确定内部寄存器地址。配置寄存器，设置芯片处于自动增益状态。配置寄存器设置全双工工作模式并使能自动增益。这里由于的内部电路有自锁功能，在每次写寄存器时需要先读一次寄存器。）配置完写总控制寄存器重起，然后配置时钟。）设置的地址。通过写地址寄存器，配置第二章嵌入式电力监控系统的整体方案位