基于單片機(jī)的高壓開關(guān)柜觸頭溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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(jī)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(shè)計(jì)

2.1 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)低頻喚醒發(fā)送流程圖如圖4所示。

MSP430單片機(jī)上電初始化后，P2.2腳設(shè)為低電平，對(duì)應(yīng)DIO為高電平，當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)P2.2腳變?yōu)楦唠娖?，DIO腳變?yōu)榈碗娖健Ｊ紫劝l(fā)送8位序列頭信號(hào)，延時(shí)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?，?duì)應(yīng)DIO變?yōu)楦唠娖?，延時(shí)約15 ms后，P2.1捕獲DIO反饋的負(fù)脈沖確認(rèn)信號(hào)，在CCU捕獲中斷服務(wù)程序內(nèi)獲得該信號(hào)下降沿和上升沿的時(shí)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(jī)軟件設(shè)計(jì)

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

本文設(shè)計(jì)的低頻喚醒信號(hào)數(shù)據(jù)速率為1 kbps，每個(gè)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(dǎo)碼(Preamble)引起芯片的工作，N_WAKEUP端被拉低，N_DATA端也被拉低。前導(dǎo)碼必須大于5.62 ms，這是芯片本身決定的，否則不會(huì)被喚醒;

2)N_WAKEUP端的拉低使得單片機(jī)被喚醒;

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

4)驗(yàn)證成功后，每隔1 ms采集一次，共采集8次，此為上位機(jī)發(fā)送的地址信號(hào);

5)單片機(jī)判斷接收完數(shù)據(jù)后，給出一個(gè)高電平到ATA5283的RESET腳，復(fù)位ATA5283回到待機(jī)偵聽模式。

單片機(jī)將接收到的地址信息與本機(jī)地址比對(duì)，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(jìn)入休眠模式。

下位機(jī)低頻喚醒接收流程圖如圖5所示。

MSP430單片機(jī)上電初始化后進(jìn)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(dāng)有輸入信號(hào)時(shí)，ATA5283的N_WAKEUP端被拉低，下降沿觸發(fā)MSP430進(jìn)入中斷服務(wù)程序，依次采集8位確認(rèn)碼和8位ID信息，比對(duì)接收到的地址信息，如果與本機(jī)地址相同則啟動(dòng)CC1000模塊完成溫度采集發(fā)送，完成后P1.2給ATA5283一個(gè)正脈沖復(fù)位它回到待機(jī)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(guān)柜觸頭溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，與射頻芯片CC1000相結(jié)合實(shí)現(xiàn)了非接觸式溫度監(jiān)測(cè)，并使傳感器電路工作在瞬時(shí)發(fā)送和長(zhǎng)時(shí)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(gè)傳感器的組網(wǎng)問題。