基于傳感器數(shù)據(jù)采集的智能縮水率機的設(shè)計

　　輸入保護

　　INA128的輸入保護電路都可提供±40V的過壓保護，即是說，一個輸入端加-40V電壓、另一個輸入端加+40V電壓也不會帶來損壞。在正常信號條件下，過壓保護電路呈現(xiàn)低串聯(lián)阻抗;當輸入電壓過大時，保護電路可使輸入電流限制在1.5～5mA的安全范圍之內(nèi)。INA128在不加電源的情況下，對輸入端可能產(chǎn)生的靜電電荷也具有過壓保護作用。

　　三. AD轉(zhuǎn)換電路(圖二)

　　INA128把毫伏級信號放大為1.2V---5V,再由AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。

　　AD轉(zhuǎn)換器選用用美國TI公司的高速8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC0820AC。

　　TLC0820AC是先進LinCMOS 8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。均由兩個4位快閃轉(zhuǎn)換器、一個4位數(shù)模轉(zhuǎn)換器、一個加法(誤差)放大器、控制邏輯及一個結(jié)果鎖定電路構(gòu)成。改進的快閃技術(shù)可使低功率集成電路在整個溫度范圍內(nèi)以1.18μs完成8位轉(zhuǎn)換。片內(nèi)采樣與保持電路具有100ns采樣窗，允許這些器件以高達100mV/μs的斜升速率轉(zhuǎn)換連續(xù)模擬信號而無需外部采樣器件。與TTL兼容的3態(tài)輸出驅(qū)動器及兩種工作方式允許與不同微處理器接口。其特點如下：

　　先進的LinCMOS硅門技術(shù)

　　8位分辨率

　　差分基準輸入

　　并行微處理器接口

　　在溫度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)換及存取時間，讀方式：2.5μs Max

　　無需外部時鐘或振蕩器

　　片內(nèi)采樣與保持

　　單5伏電源

　　用TLC0820AC轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，再參照量化曲線算出水位，并且取多次水位的平均值以消除由于滾桶的轉(zhuǎn)動而引起水位的變化。用軟件自動完成了放大器的漂移的消除和調(diào)零功能。

　　四.通訊接口電路(圖四)

　　圖四

　　主從兩CPU之間采用半雙工RS485接口進行串行通訊，抗干擾能力很強。同時，由于從CPU已將溫度、水位等數(shù)據(jù)處理整合，打包后發(fā)給主CPU，減輕了主CPU的負擔。

　　RS485串行通訊接口選用用美國TI公司75LBC184，并通過光藕TIL191和SN7400進行電氣隔離。

　　SN75LBC184差分數(shù)據(jù)線收發(fā)器商業(yè)標準兼容，片內(nèi)A、B引腳接有高能量瞬變干擾保護裝置，這種結(jié)構(gòu)能承受峰值為400W(典型值)的過壓瞬變(如雷電、靜電放電和交流電故障)，從而顯著地提高了器件抗過壓瞬變的可靠性。普通的RS-485收發(fā)器很容易被過壓瞬變損壞，如果要有效地加以保護，一般需外加包括隔離變壓器在內(nèi)的保護器件。若使用LBC184，可直接與傳輸線相接而不需要任何外加保護元件，這提供了一種可靠、低價和簡單的設(shè)計方案。

　　本器件還具有適合于電噪聲環(huán)境中的合用數(shù)據(jù)總線應(yīng)用的許多特點。差分驅(qū)動器設(shè)計成限斜率的，這種設(shè)計，通信數(shù)據(jù)率仍可達250kbit/s，并使電磁干擾減到最小，同時能減少傳輸線終端不匹配引起的反射，因而可降低對傳輸線匹配的要求。接收器的獨特設(shè)計是當輸入端開路時，其輸出為高電平，這一特性保證接收器輸入端電纜有開路故障時，不影響系統(tǒng)的正常工作。接收器的另一特點是輸入阻抗為RS-485標準輸入阻抗的2倍(≥24kΩ)，故可以在總線上連接64個收發(fā)器。

　　SN75LBC184將RS485通信中各種故障(包括瞬變電壓、ESD、電磁干擾、總線開路、熱故障等)的防范措施集成到一個芯片內(nèi)。SN75LBC184不僅可以抑制瞬變電壓(如雷電等)，還有其它多種故障抑制特性，是RS485通信中常見故障最完全的集成解決方案。

　　特性

　　具有瞬變電壓抑制功能，能防雷電和抗靜電放電沖擊

　　限斜率驅(qū)動器,使電磁干擾減到最小,并能減少傳輸線終端不匹配引起的反射

　　總線上可掛64個收發(fā)器

　　具有熱關(guān)斷保護

　　低禁止電源電流：300μA(最大)

　　接收器輸入端開路故障保護

　　ESD電壓可達±8kV

　　將收發(fā)器和瞬變電壓抑制器集成在一起，節(jié)省電路板空間，特別適合于野外或工業(yè)現(xiàn)場的通信。

　　SN75LBC184提供8腳塑料DIP(N)封裝和SOIC(D)封裝。

　　SN75LBC184：0℃～70℃

　　五.總結(jié)

　　通過以上對硬件的介紹，再配合適當?shù)能浖鞠到y(tǒng)就可穩(wěn)定可靠的完成各傳感器的數(shù)據(jù)采集并實時發(fā)送給主CPU以實現(xiàn)對整各系統(tǒng)的控制。