一種環(huán)保設備運行記錄儀的研制

2.3 大容量閃速存儲器

記錄儀要求具有掉電記憶的大容量數(shù)據(jù)存儲器,通過比較測試,選用TI公司的閃速存儲器FLASH-MEMORY TMS29F040(512KB 8-bit EEPROM)。記錄儀除具有擴展512KB的閃速存儲器外,還有多個I/O接口芯片,所需地址空間已超出51系列單片機常規(guī)64KB片外RAM空間。64KB的空間是由16根地址線決定的,它由P0口提供低8位,P2口提供高8位。要想擴大空間,只有增加地址線,如可將P1口線當作地址線。本系統(tǒng)中,擴展512KB的閃速存儲器需增加3根地址線,而P1口線僅有P1.7可用。為此我們采用了圖3所示的線選方法,實現(xiàn)了超大容量存儲器擴展。

圖3中的日歷芯片DS12887、并行輸出口74HC377(1、2、3)的地址與閃速存儲器TMS29F040的地址重疊,但當置P1.7為“1”時,閃速存儲器TMS29F040的片選信號無效,此時CPU可對上述I/O接口芯片操作。并行輸出口74HC377(1)的輸出Q0、Q1、Q2作為閃速存儲器TMS29F040的高三位地址A16、A17、A18,輸出Q3、Q4、Q5作為采樣通道多路模擬開關的通道地址A、B、C。當CPU對閃速存儲器TMS29F040操作時,先置P1.7為“1”,通過并行輸出口74HC377(1)的Q0、Q1、Q2輸出閃速存儲器TMS29F040的高3位地址A16、A17、A18,然后清P1.7為“0”,選中閃速存儲器TMS29F040,即可按常規(guī)方式進行編程。程序如下:

SETB P1.7

　　MOV A, #add 　;#add為閃速存儲器TMS29F040的高3位地址。

　　MOV DPTR,#0FDFFH ;FDFFH 為并行輸出口74HC377(1)的地址。

　　MOVX @DPTR,A

　　CLR P1.7 ......

2.4 通訊接口

根據(jù)記錄儀具有“黑匣子”功能的特點,設計時為簡化人機界面,僅保留必要的通道狀態(tài)LED顯示,記錄儀各種初始化及記錄數(shù)據(jù)抄取均通過串口通訊完成。采用MAXIM公司的MAX202單+5V電源RS-232接口芯片提供與PC通訊的標準RS-232電平。通訊分近程和遠程兩種方式,近程通訊直接通過標準RS-232口,而遠程通訊則通過內置遠傳模塊來實現(xiàn)。

3 軟件設計

記錄儀軟件主要由采樣濾波、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)庫管理、通訊管理等功能模塊組成。

3.1 采樣濾波模塊

該模塊根據(jù)設定的采樣周期將八個通道的模擬信號經(jīng)過A/D轉換器輸入到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內,通過平均值濾波算法濾除信號中的工頻干擾,以提高記錄數(shù)據(jù)的準確性。

3.2 數(shù)據(jù)記錄模塊

記錄儀的八個通道均可自由設定為開關量、累積量或瞬時量通道,程序首先判斷各通道的記錄類型,然后根據(jù)通道類型對采樣數(shù)據(jù)做相應處理以產(chǎn)生對應的運行記錄。圖4給出了該模塊的流程圖。