【飞凌RZ/G2L开发板试用体验】第二篇 基于飞凌RZ/G2L开发板的波形显示系统的搭建

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本人收到开发板后，进行了基础功能的测试，便根据所申请内容进行课题开发。本开发板支持MIPI接口的LCD显示器，但是本人没有该接口的显示，只能用一个串口屏代替该接口的显示器进行波形的显示。我看在测评内容中有位仁兄申请了一块MIPI接口的LCD显示器，很是羡慕，自己也该申请一下。下面对本人所做内容进行汇报。

一、开发内容

本人计划开发项目名称为“抽油机微电网能量转换控制器的研制”。抽油机是一种位能性负载，在运行过程中存在倒发电的情况，为了节约能源，并利用倒发电能量，油田的很多丛式井组采用共直流母线形式供电，即将为抽油机供电的变频器直流侧并联在一起，并在直流母线上连接太阳能、风能等新能源发电设备，从而组成微电网。但是在丛式井组中，如果多台抽油机同时处于倒发电状态，大量能量进入直流母线，使直流母线电压升压，危及设备正常运行。因此需要设计一种控制器，能够调节各抽油机的运行状态，使其耗能和倒发电状态错开，实现能量利用的最大化

该控制器利用基于直流侧母线的载波通信方式，读取各抽油机的运行状态，并预测各抽油机倒发电的时刻，如果某些抽油机的倒发电处于同一时刻，则利用载波通信向对应抽油机发出调频指令，使其倒发电时刻错开。此外，该控制器还需要测量每台抽油机的功率、位移参数，组成电功图，利用控制器的强大算力对电功图进行分析，确定其工作状态，为运行人员提供参考，并将测量结果和分析情况通过LCD显示器提供给用户，同时利用以太网将数据传输至后台。

试用时间比较短，不能在现场进行测试，故只能对部分功能进行简单开发。本帖子主要对波形显示这部分内容进行介绍。

二、硬件电路的构成

对于波形显示系统而言，硬件电路比较简单，使用了RZ/G2L开发板和大彩3.5寸串口屏，串口屏连接至开发板的串口1。

三、软件设计

1、串口屏软件设计

本报告中的串口屏共有三个界面，分别是电功图界面、功率曲线界面和载波通信界面。

（1）电功图界面

该界面用于显示抽油机的电功图，电功图为抽油机的位移和功率曲线的合成，电功图有不同的表示方法，本人使用两个曲线分别显示的方法进行展示。另有三个按钮，用于在三个界面中进行切换。

（2）功率曲线界面

该界面用于显示功率变化曲线，此外在上方的三个文本框分别显示当前的瞬时功率、一个冲程内的最大功率和最小功率。

（3）载波通信界面

载波通信界面用于载波通信数据传输的演示。接收数据对应的文本框用于显示接收到的数据；发送数据对应的文本框用于显示要发送的数据，按下“发送”按钮，该数据会一载波形式向外发送。载波通信对应程序会在下一次报告中给予展示。

2、开发板程序设计

开发板程序的作用是向串口屏下发指令进行电功图的绘制、瞬时波形的显示、功率大小的显示和载波通信。本次报告不包括载波通信的内容。由于只是在家模拟，没有进行现场进行测试，故波形数据是直接借用的以前所采数据。另外实现的功能不复杂，故采用顺序编程形式，未采用多线程编程。程序框图如下：

（1）串口初始化程序

char dev[]  = "/dev/ttySC1";
    struct termios oldtio,newtio;
    speed_t speed = B115200;
    int next_option,havearg = 0,flow = 0;
    const char *const short_opt = "fd:";

    fd = open(dev, O_RDWR | O_NONBLOCK| O_NOCTTY | O_NDELAY); 
    if (fd < 0)	{
        printf("Can't Open Serial Port!
");
        exit(0);	
    }
	
     tcgetattr(fd,&oldtio);
    bzero(&newtio,sizeof(newtio));
    newtio.c_cflag = speed|CS8|CLOCAL|CREAD;
    newtio.c_cflag &= ~CSTOPB;
    newtio.c_cflag &= ~PARENB;
    newtio.c_iflag = IGNPAR;  
    newtio.c_oflag = 0;
    tcflush(fd,TCIFLUSH);  
    tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio);  
    tcgetattr(fd,&oldtio);

设置串口1为115200波特率

（2）电功图的绘制

绘制电功图只需将两个曲线的数据上传至串口屏即可。程序代码如下。

void power_diagram(void)
{
    unsigned char temp[250],i,t;
    t=0;
    temp[t++]=0xEE;
    temp[t++]=0xB1;
    temp[t++]=0x32;
    for(i=0;i<3;i++)
        temp[t++]=0x00;
    temp[t++]=0x01;
    for(i=0;i<2;i++)
        temp[t++]=0x00;
    temp[t++]=200;
    for(i=0;i<200;i++)
    {
        temp[t++]=(unsigned long)move_data[i]*235/338+10;        
    }
    temp[t++]=0xFF;
    temp[t++]=0xFC;
     temp[t++]=0xFF;
     temp[t++]=0xFF;

     write(fd, temp, t);
     usleep(100000);

    t=0;
    temp[t++]=0xEE;
    temp[t++]=0xB1;
    temp[t++]=0x32;
    for(i=0;i<3;i++)
        temp[t++]=0x00;
    temp[t++]=0x01;
    temp[t++]=0x01;
    temp[t++]=0x00;
    temp[t++]=200;
    for(i=0;i<200;i++)
    {
        temp[t++]=(unsigned char)((power_data[i]+1.08)*235/(7.88+1.08)+10);        
    }
    temp[t++]=0xFF;
    temp[t++]=0xFC;
     temp[t++]=0xFF;
     temp[t++]=0xFF;

     write(fd, temp, t);
}

（3）功率曲线绘制

曲线绘制采用在曲线头添加数据的方法，瞬时功率采用格式化本文显示的方法，这里不再详细介绍。

四、运行效果

本图为电功图运行画面，其中白色为位移曲线，黄色为功率曲线，该曲线反映了抽油机的电功率和悬点位移之间的对应关系。

本图是瞬时功率曲线，波形实时向右移动，左上角的文本框显示当前的功率大小。

五、总结

由于某些原因，本人缺少MIPI接口的显示器，只能利用串口屏进行显示操作，没有充分体验到该开发板的强大能力，稍显遗憾。如果时间充裕，本人会自行购买MIPI接口显示器、摄像头等设备，丰富项目的开发内容。
 

基于飞凌RZ/G2L开发板的波形显示系统的搭建

【附上开发板体验视频（详见作者原文）】