基于低功耗單片機(jī)的智能綜合儀表設(shè)計(jì)

儀表提供記錄功能，可以對(duì)每個(gè)通道的采樣數(shù)據(jù)每隔一定時(shí)間間隔(可設(shè)定)進(jìn)行記錄。外部存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的芯片使用戶JMEL公司的串行FLASH AT25F2048。它由3.3V供電。該芯片相對(duì)于NANDFLASH而言具有接口簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，采用三線制的SPI接口，可以很方便地和 MSP430F149連接。并且在容量滿足要求的情況下，成本要大大低于NANDFLASH。它相對(duì)于E2PROM又具有容量大、接口簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。 AT25F2048容量為256K，一共分為四個(gè)段，每段64K字節(jié)。每頁(yè)256字節(jié)。它提供硬件寫保護(hù)和軟件寫保護(hù)，支持頁(yè)寫和字節(jié)寫模式，可擦除 10000次，符合本智能綜合儀表的使用年限。

3.5 RS485通信

RS485總線作為一種多點(diǎn)差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)碾姎庖?guī)范，已經(jīng)成為應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)通信接口之一。RS485允許在一對(duì)雙絞線上進(jìn)行多點(diǎn)雙向通信，它所具有的噪聲抑制能力、數(shù)據(jù)傳輸速率、電纜長(zhǎng)度及可靠性是其他標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法比擬的。RS485協(xié)議的技術(shù)指標(biāo):傳輸速率最大為10Mbit/s;最大距離為 1200m;最高為32個(gè)節(jié)點(diǎn):單組雙絞線電纜上的雙向主從通信;并行連接的節(jié)點(diǎn)、多工通信。

圖4 RS485通信接口

RS485數(shù)據(jù)信號(hào)采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸，它使用一對(duì)雙絞線，將其中一線定義為A，另一線定義為B，一般情況下，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器A, B之間的正電平在+2V~+6V，負(fù)電平在-2V~-6V。另有一個(gè)信號(hào)地C，在RS-485中還有一“使能”端?！笆鼓堋倍耸怯糜诳刂瓢l(fā)送驅(qū)動(dòng)器與傳輸線的切斷與連接。當(dāng)“使能”端起作用時(shí)，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器處于高阻狀態(tài)，它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態(tài)。接收器也作與發(fā)送端相對(duì)的規(guī)定，收、發(fā)端通過平衡雙絞線將AA與BB對(duì)應(yīng)相連，當(dāng)在收端AB之間有大于+200mV的電平時(shí)，輸出正邏輯電平，小于-200mV時(shí)，輸出負(fù)邏輯電平。接收器接收平衡線上的電平范圍通常在200mV至6V之間。系統(tǒng)中RS485的驅(qū)動(dòng)芯片采用SP485，電路連接圖如圖4所示。

4 儀表的系統(tǒng)軟件主要架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件主要由系統(tǒng)初始化模塊、數(shù)據(jù)采樣模塊、數(shù)字濾波模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)字PID控制模塊、液晶驅(qū)動(dòng)模塊、系統(tǒng)運(yùn)行顯示模塊、系統(tǒng)組態(tài)顯示模塊、按鍵處理模塊、FLASH驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)據(jù)追憶模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、通信模塊組成。系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖5。對(duì)于各模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)，由于篇幅原因這里不再詳細(xì)敘述。

圖5 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖

本文作者創(chuàng)新點(diǎn):

本文設(shè)計(jì)的智能綜合儀表從功能上來(lái)說具有以下幾個(gè)特點(diǎn): 1、儀表具有多樣化的功能，它集記錄儀表、數(shù)顯儀表、積算儀表、調(diào)節(jié)儀表的多種功能于一身；2、儀表具有高模擬量輸入輸出精度，應(yīng)用范圍廣；3、儀表具有很好的實(shí)時(shí)性，能滿足用戶對(duì)實(shí)時(shí)性的需求；4、儀表具有標(biāo)準(zhǔn)化的總線接口。