基于單片機的高壓開關柜觸頭溫度監(jiān)測系統(tǒng)設計

MSP430F1132的P2.2腳接MAX6613傳感器的模擬數(shù)據(jù)輸出端，利用單片機內(nèi)部10位AD轉(zhuǎn)化模塊完成溫度信息的模數(shù)轉(zhuǎn)換。

2 軟件設計

2.1 上位機軟件設計

上位機低頻喚醒發(fā)送流程圖如圖4所示。

MSP430單片機上電初始化后，P2.2腳設為低電平，對應DIO為高電平，當發(fā)送數(shù)據(jù)時P2.2腳變?yōu)楦唠娖?，DIO腳變?yōu)榈碗娖?。首先發(fā)送8位序列頭信號，延時1 ms后發(fā)送16位數(shù)據(jù)，發(fā)送完成后P2.2腳變?yōu)榈碗娖?，對應DIO變?yōu)楦唠娖剑訒r約15 ms后，P2.1捕獲DIO反饋的負脈沖確認信號，在CCU捕獲中斷服務程序內(nèi)獲得該信號下降沿和上升沿的時間差就能判斷出所有的數(shù)據(jù)是否正確發(fā)送。

2.2 下位機軟件設計

ATA5283芯片初始化后，開始偵聽125 kHz頻段，當有效喚醒信號出現(xiàn)時，在芯片WAKEUP引腳輸出高電平喚醒單片機和射頻模塊。單片機進入接收低頻喚醒信號的中斷服務程序，數(shù)據(jù)通信完成后，ATA5283返回偵聽模式，單片機進入休眠模式，射頻模塊進入掉電模式。

本文設計的低頻喚醒信號數(shù)據(jù)速率為1 kbps，每個Bit持續(xù)1 ms，具體格式如表1所示。

具體工作過程：

1)8 ms的前導碼(Preamble)引起芯片的工作，N_WAKEUP端被拉低，N_DATA端也被拉低。前導碼必須大于5.62 ms，這是芯片本身決定的，否則不會被喚醒;

2)N_WAKEUP端的拉低使得單片機被喚醒;

3)每隔1 ms采集一次N_DATA端的數(shù)據(jù)，驗證確認碼的真?zhèn)?，避免干擾信號;

4)驗證成功后，每隔1 ms采集一次，共采集8次，此為上位機發(fā)送的地址信號;

5)單片機判斷接收完數(shù)據(jù)后，給出一個高電平到ATA5283的RESET腳，復位ATA5283回到待機偵聽模式。

單片機將接收到的地址信息與本機地址比對，若相同就喚醒其它電路完成一次溫度采集發(fā)送，若不同就進入休眠模式。

下位機低頻喚醒接收流程圖如圖5所示。

MSP430單片機上電初始化后進入LPM4休眠模式，低頻喚醒數(shù)據(jù)接收和溫度數(shù)據(jù)采集發(fā)送在中斷程序中完成。當有輸入信號時，ATA5283的N_WAKEUP端被拉低，下降沿觸發(fā)MSP430進入中斷服務程序，依次采集8位確認碼和8位ID信息，比對接收到的地址信息，如果與本機地址相同則啟動CC1000模塊完成溫度采集發(fā)送，完成后P1.2給ATA5283一個正脈沖復位它回到待機偵聽模式。

3 總結(jié)

本文將低頻喚醒芯片ATA5276和ATA5283用于電廠高壓開關柜觸頭溫度監(jiān)測系統(tǒng)中，與射頻芯片CC1000相結(jié)合實現(xiàn)了非接觸式溫度監(jiān)測，并使傳感器電路工作在瞬時發(fā)送和長時休眠的工作狀態(tài)，有效降低了傳感器端的功耗，解決了多個傳感器的組網(wǎng)問題。