基于多處理器技術(shù)的渦街流量計(jì)
加入技術(shù)交流群
掃碼加入
和技術(shù)大咖面對(duì)面交流
海量資料庫(kù)查詢(xún)
2．2 控制及傳輸電路
控制及傳輸電路以超低功耗的MSP430F149單片機(jī)為核心，實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、顯示等功能。MSP430F149內(nèi)部集成的12位A／D實(shí)現(xiàn)了高精度的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，豐富的外部接口實(shí)現(xiàn)了鍵盤(pán)的操作、HPI模擬時(shí)序、LCD顯示及對(duì)外通信的功能。這種強(qiáng)大的控制功能是DSF嘸法替代的。
2．3 數(shù)字信號(hào)處理電路
數(shù)字信號(hào)處理電路以DSP為核心，MSP430為輔助的電路，DSP選用 TMS320C5416(簡(jiǎn)稱(chēng)5416)，它是一個(gè)工作靈活、高速、低功耗的16位定點(diǎn)通用DSP芯片，操作速率可達(dá)160MIPS，能夠完全滿(mǎn)足系統(tǒng)大計(jì)算量和實(shí)時(shí)性的要求。DSP的數(shù)據(jù)來(lái)源于單片機(jī)的12位A／D采集到的數(shù)據(jù)，DSP與單片機(jī)之間通過(guò)主機(jī)接口(HPI)進(jìn)行高速通信，當(dāng)DSP接收到了渦街信號(hào)的數(shù)據(jù)后，采用基于DFT的頻率估計(jì)法對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，處理后的結(jié)果再傳回單片機(jī)。DSP與單片機(jī)的HPI接口電路的連接示意圖如圖2所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/173609.htm
將HPI接口應(yīng)用到DSP的Bootloader中，即把DSP的程序存放在單片機(jī)的Flash里(DSP中沒(méi)有程序存儲(chǔ)器)，在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，將程序通過(guò) HPI口以Bootloader的方式從單片機(jī)寫(xiě)到DSP的RAM中去，啟動(dòng)DSP，使DSP開(kāi)始正常的信號(hào)處理，這樣節(jié)省了一片用于為DSP存放程序的 FlashROM；DSP通過(guò)單片機(jī)的12位A／D采集數(shù)據(jù)，即單片機(jī)用自身的12位A／D采集數(shù)據(jù)，然后通過(guò)HPI接口把數(shù)據(jù)傳輸?shù)紻SP的RAM中， DSP再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理后的結(jié)果再傳回到單片機(jī)，從而節(jié)省了一片A／D，也降低了功耗。
2．4 PROFIBO-DP通信接口電路
MSP430F149是無(wú)外擴(kuò)總線(xiàn)的微控制器，當(dāng)它與SPC3接口時(shí)，可以以Intel模式分配部分I／O口作為SPC3的地址、數(shù)據(jù)及控制總線(xiàn)接口，其接口時(shí)序通過(guò)編程用軟件實(shí)現(xiàn)。MAP430F149與SPC3之間的連接如圖3所示。
MAP430F149作為處理器單元管理通信事務(wù)，SPC3協(xié)議芯片則完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和收發(fā)功能。SPC3在選用Intel芯片模式并工作于同步模式時(shí)，內(nèi)部地址鎖存器和解碼電路工作，所以CPU的低8位地址線(xiàn)不經(jīng)過(guò)573鎖存器直接與SPC3連接(低8位地址線(xiàn)與8位數(shù)據(jù)線(xiàn)分時(shí)共用傳輸線(xiàn))，P4口作為 A／DBUS復(fù)用。CPU的高8位地址線(xiàn)直接與SPC3的AB0～AB7相連，且必須為00000XXX(X表示0、1信號(hào)都行)。在此將SPC3的 AB3~AB10接地，AB0~AB2接單片機(jī)的P1．6、P1．4、P1．5，作為AB8~AB10地址線(xiàn)。此時(shí)片選信號(hào)輸入引腳XCS不起作用，接高電平；地址鎖存信號(hào)ALE起作用，接處理器P1．7。CPU與SPC3通過(guò)SPC3的雙口RAM交換數(shù)據(jù)，SPC3的雙口RAM應(yīng)在CPU地址空間統(tǒng)一分配地址，CPU把這片RAM當(dāng)作自己的外部RAM。
由于MSP430F149采用低電源電壓3．3 V供電，而SPC3采用5 V供電，在硬件設(shè)計(jì)中要考慮3．3 V邏輯系統(tǒng)和5 V邏輯系統(tǒng)共存。為避免元器件的損壞和數(shù)據(jù)的丟失，此處采用兩片專(zhuān)用的SN74LVCC4245A電平轉(zhuǎn)換芯片，它是一個(gè)8位寬度的雙向I／O電平轉(zhuǎn)換器；中斷信號(hào)X／INT采用簡(jiǎn)單電阻分壓的方法接P1．0。
SPC3與收發(fā)器連接時(shí)用于串行通信的四個(gè)引腳分別為XCTS、RTS、TXD和RXD。XCTS是SPC3的清除發(fā)送輸入信號(hào)引腳，表示允許SPC3發(fā)送數(shù)據(jù)，低電平有效，這里始終接低電平。RTS為SPC3請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)接收發(fā)器的輸出使能端。RXD和TXD分別為串行接收和發(fā)送端口。為提高系統(tǒng)的抗干擾性，SPC3內(nèi)部線(xiàn)路必須與物理接口在電氣上隔離，此處采用速率可達(dá)25 Mb／s的HCPL7721高速光耦，收發(fā)器采用sN75ALS176，足以滿(mǎn)足本系統(tǒng)的應(yīng)用。
評(píng)論