高 楠

（苏州市计量测试院，江苏 苏州 215128）

台湾泓格7524(D)智能工控单元支持四通道的RS232串口，其内置的MiniOS7 系统可以方便进行二次开发。7XXXD 表示模块自带五位七段的LED 显示。泓格模块应用灵活易于编程，可以大大缩短开发周期，并且可以稳定地运行在各种恶劣和嘈杂的工业环境中[1,2]。

1 硬件

泓格7524(D)选用Am188TMES 嵌入式CPU，有20MHz和40MHz 两种主频，512K 的SRAM，内置2K 的EEPROM便于存储配置参数，外围支持2 ～8 个COM 端口，且RS485 的端口隔离电压可达3000V，并且可以选配D 型工控模块，支持5 位LED 显示。内置ICP DAS 的MiniOS7嵌入式操作系统，内置看门狗定时器（1.6s），支持电源保护及网络保护，模块内置I/O 扩展总线接口。工作温度在-25℃～75℃之间，工作湿度在0%～90%之间，可用于恶劣的工控环境[3-5]。

图1 泓格7524外观图Fig.1 Honggrid 7524 appearance

模块的引脚定义如下：

1 DO 100 mA, 30V max.

2 DI 3.5V ～ 30V

3 D1+ DATA+ 引脚 COM1 (RS-485)

4 D1- DATA - 引脚 COM1 (RS-485)

5 CTS1 COM1 (RS-232)

6 RTS1 COM1 (RS-232)

7 GND 接地COM1 (RS-232)

8 TXD1 COM1 (RS-232)

9 RXD1 COM1 (RS-232)

10 INIT* 初始化引脚, 3.5V ～ 30V

11 D2+ DATA+ 引脚 COM2 (RS-485)

12 D2- DATA - 引脚 COM2 (RS-485)

13 +VS V+ 供电电源 (+10 to +30VDC)

14 GND GND 供电电源地

15 -18 COM3 (RS-232)

19 GND 接地COM3/COM4 (RS-232)

20-23 COM4 (RS-232)

24 GND 接地COM4/5 (RS-232)

25-28 COM5 (RS-232)

泓格7524 的板卡组成为7188XB+X505，其中7188XB是嵌入式核心处理器，X505 是附带3 个RS232 串口，0 个RS485，0 个DI，0 个DO 的扩展功能卡。进行程序编程时需要将10 引脚即INIT*连接外部电源地以使泓格处理器处于“初始化开发模式”。除了7524 可以连接1 个RS485 和4 个RS232 之外，其还具有1 个DI 和1 个DO 功能，如图2 所示。将模块的13 引脚 +VS 接24V 直流电源正，14 引脚 GND 接24V 直流电源负，DI 端无外接设备时悬在高电平，有开关量触发时DI 端口被拉至低电平。DO 端口可以直接驱动所连接的负载，驱动能力毕竟有效，要求回路电流小于125mA。图3 给出了泓格7524 内部的接线原理图，DI 处理方式是DI 输入端通过R2 的10kΩ 电阻上拉至5V直流电源，再通过R1 的10kΩ 电阻耦合至与门74HCT08的两个短接输入端以提高输入驱动和抗干扰能力。同理，泓格7524 的输出引脚采用ULN2003A 集电极开路输出，B0-B6 对应C0-C6 输出，为了提升DO 的驱动能力同样将两个输出引脚短接，实现“与”输出，如C0 和C1 对应DO0，C2 和C3 对应DO1，C3 和C4 对应DO2[6]。

图2 泓格7524DI和DO外部接线图Fig.2 Honggrid 7524DI and DO external wiring diagrams

图3 泓格7524DI和DO内部原理图Fig.3 Honggrid 7524DI and DO internal schematics

2 软件

2.1 MiniOS7

MiniOS7 是ICP DAS 泓格公司为752N 系列单元设计的嵌入式操作系统。DOS 系统PC-DOS、MS-DOS、ROMDOS 都是一组命令或代码，告诉计算机如何处理信息。DOS 系统可以运行程序，管理文件，控制信息等，MiniOS7嵌入式操作系统提供了与ROMDOS 等效的函数功能，便于开发者直接进行编程调用。每个7524 工控单元具备一个64 位唯一的硬件序列号，这个数字是唯一的，不同于任何工控单元，应用这个序列号可以检查这个硬件单元是否为非法拷贝，这是泓格7524 最低成本的版权保护方法[7,8]。

图4 泓格7524应用示意图Fig.4 Honggrid 7524 application diagram

2.2 7188XB开发

泓格7524 附带两个例程Demo，7524.c 和7524.exe 分别是模块单元的源文件和硬件程序。

7524 与HP34401A 需 要 连 接5 条 线，TXD 和RXD、RXD 和TXD、DTR 和DSR、DSR 和DTR 以及GND 和GND。

泓格7524 是一个RS-232/485/422 可寻址智能通讯控制器，在工业界中有许多设备是属于RS-232 串口连接，如何将这些RS-232 接口的设备整合至自动化控制网络中，将是一个自动化整合应用的重要课题。一般而言，这些RS-232 接口的设备常常被运用在分布式监控的范畴中，即这些设备可能与中央控制室的PC 之间存在一段距离，而比较接近现场的机台或传感器。因此，以PC 搭配多通讯端口的适配卡来控制这些RS-232 的设备就会变得有些不切实际且不方便。I-7524 智能通讯控制器的RS-485 可寻址特性（在同一个RS-485 网络上可寻址范围从0-255，共256 个地址）， 把各个RS-232 接口设备上收集到的信息经由I-7524 转发至RS-485 网络上，并回传至中央控制室或把要下达的命令通过RS-485 与 I-7524 智能通讯控制器送至各个RS-232 接口的设备。除了本身具备RS-485 容易维护、配线单纯、稳定、可靠与低成本的特性外，也增加了设备的可扩展性。当需要增加更多的RS-232 设备时，仅需要再接上一个I-752N 的智能通讯控制器即可，而不必担心PC 上是否还有足够的插槽可扩充。此外，I-752N 上有1K bytes 的缓冲区，可以接受从RS-232 端进入的命令，而等待中央控制室或PC 有时间时，再由RS-485 网络上读取这些命令，如此可降低这些RS-232 设备数据流失的问题。I-7524 本身的1 个DI 与1 个DO 通道亦可以增加其功能与应用范围。RS-485 端的隔离保护电路，可确保RS-232 接口设备免于受到RS-485 网络上噪声或突波的伤害。至于RS-485 上数据传送与接收讯号的方向控制，I-7524 本身也有自调式的IC，不需担心RS-485 的方向问题[9]。

图5 串口下载连线示意图Fig.5 Serial download line diagram

MiniOS7 为嵌入式控制器提供一系列控制硬件的函数，这些函数可以用来控制嵌入式控制器中的NVRAM、Flash memory、EEPROM、定时器、看门狗定时器、串行埠、七段显示器以及嵌入式控制器上的I/O 点。如图5 将硬件调试线连接好以后，进行程序加载，以IsTxBufEmpty 函数观察COM 的输出缓冲区是否有数据为例：

1 #include＜7188x.h＞

2 void main(void)

3 {

4 char a[20],b,r[10];

5 int c=1;

6 Print("Input command:");

7 Scanf("%s",r);

8 InstallCom(2,9600,8,0); //初始化

9 SendCmdTo7000(2,r,0);

10 Print(" %d ",IsTxBufEmpty(2)); //观察缓冲区

11 WaitTransmitOver(2);

12 Print(" %d ",IsTxBufEmpty(2)); //观察缓冲区

13 ReceiveResponseFrom7000(2,a,1000,0);

14 Print(" %s ",a);

15 Print("Press ESC to end the program");

16 while(c)

17 {

18 b=Getch();

19 if(b==27)

20 c=0;

21 }

22 SendCmdTo7000(2,"#020000",0);

23 ReceiveResponseFrom7000(2,a,1000,0);

3 压力计量

在工业压力仪表的计量检定中，需要对压力仪表（远传压力表、压力变送器和RS232 压力表）进行施加标准压力值，再用高精度数字多用表采集输出的电流或者电压信号值。在工业现场中，由于很多仪表受安装工艺和拆卸条件的限制无法拆卸送检，这就需要在压力管路上施加标准压力值，并采集安装在同一管路上的标准压力表和被检压力表输信号值。针对电流输出的压力仪表可以采用7524+34401 实现被检表的4mA ～20mA 电流采集，而针对具有非标协议的RS232 接口压力表就需要在泓格7524 上开发非标ASCII 协议，以实现不同被检压力表的压力值读取操作。同图4 一样，PC 通过485 总线连接多个具有不同地址的7524 工控单元，每个7524 又具有多个RS232 接口可以连接被检压力仪表。这样就可以实现压力仪表出厂的批量校准或者工业现场的压力仪表批量在线检定操作，而此时泓格7524 起到了“数据网关”的作用，灵活的开发仪表协议可以承上启下实现数据的解析与交互[10]。

4 结论

从硬件和软件两个方面分别介绍了泓格7524 工控单元的功能配置、接口定义、负载接线方式、扩展能力，MiniOS7 和核心板7188XB 的开发流程。应用7524 实现现场非标协议RS232 接口压力仪表的定制化数据采集，经测试采用泓格7524 作为数据网关可以实现PC 与现场多个压力仪表的数据交互，达到了预期效果，可以提升压力仪表出厂校准和现场计量的工作效率。