新型的基于傾角法海流測量儀的研究與開發(fā)

1．2．1 硬件設(shè)計(jì)
傾角法海流測量儀選用了Atreel公司制造的低功耗、高性能CMOS型8位單片機(jī)AT89S52，它具有8 KB、1 000次擦寫周期的可編程FLASH存儲(chǔ)器。AT89S52單片機(jī)是傾角法海流測量儀數(shù)據(jù)接收電路的核心部分，它協(xié)調(diào)和組織其他各模塊的工作。時(shí)鐘電路采用美國達(dá)拉斯半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的DS12887時(shí)鐘芯片，內(nèi)置鋰電池，斷電情況下運(yùn)行長達(dá)10年不會(huì)丟失數(shù)據(jù)，以二進(jìn)制或BCD碼表示時(shí)間、日歷。該測量儀采用Atml公司生產(chǎn)的串行接口的可編程閃速存儲(chǔ)器AT45DB161。它擁有17 301 504位主存儲(chǔ)器單元。采用微硅技術(shù)制造的傾角傳感器測量海流流速。它的最大工作角度可達(dá)90°，測量精度一般可達(dá)到0．1°～0．5°。在硬件設(shè)計(jì)上通過增加2個(gè)低通濾波器并通過數(shù)字濾波來消除海流以外的波動(dòng)影響。
選用電子方位傳感器測量海流流向，該傳感器具有不受環(huán)境溫度變化和電源變化的特性。溫度傳感器采用的是集成溫度傳感器AD590，傳感器輸出的信號(hào)是電流，其抗干擾能力強(qiáng)，可以遠(yuǎn)距離傳輸溫度信號(hào)。
由于RS 485通信距離長達(dá)1 200 m，傾角法海流測量儀采用RS 485串行方式進(jìn)行通信?？紤]到傾角法海流測量儀中AT89S52單片機(jī)接口電路是TTL電平，所以需要經(jīng)過MAX485芯片實(shí)現(xiàn)與RS 485標(biāo)準(zhǔn)電平的轉(zhuǎn)換工作。同時(shí)添加S2-485轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)RS 485電平與RS 232電平的轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到海流測量儀與上位機(jī)之間正常通信。硬件電路板圖如圖3所示。

1．2．2 軟件設(shè)計(jì)
上位機(jī)軟件采用Visual C++6．0與Matlab 7．1混合編程。Visual C++6．0是微軟推出的一款C++編譯器，將“高級(jí)語言”翻譯為“機(jī)器語言(低級(jí)語言)”的程序，它是一個(gè)功能強(qiáng)大的可視化軟件開發(fā)工具。Matlab 7．1是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。傾角法海流測量儀上位機(jī)軟件結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。