基金會現(xiàn)場總線壓力測量系統(tǒng)的設(shè)計

　　基金會現(xiàn)場總線（FF）系統(tǒng)是把具備通信能力，同時具有控制、測量等功能的現(xiàn)場設(shè)備作為節(jié)點，通過總線把它們互聯(lián)為網(wǎng)絡(luò)。通過各節(jié)點儀器儀表間的操作參數(shù)與數(shù)據(jù)調(diào)用，實現(xiàn)信息共享和系統(tǒng)的各項自動化功能，形成網(wǎng)絡(luò)集成自動化系統(tǒng)。FF總線作為控制現(xiàn)場的最底層通信網(wǎng)絡(luò)可以通過符合FF總線協(xié)議的通訊接口卡將其與工廠管理層的網(wǎng)絡(luò)掛接，實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的運行和控制信息與控制室、辦公室的管理指揮信息的溝通和一體化，構(gòu)成一套完整的工業(yè)控制信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2、FF壓力測量系統(tǒng)的總體設(shè)計

　　本文設(shè)計的是一套完整的FF壓力測量系統(tǒng)。它不僅設(shè)計了符合FF協(xié)議的智能壓力變送器，而且設(shè)計了用來實現(xiàn)FF總線智能壓力變送器與上位機(jī)通訊的FF總線PC接口卡，由系統(tǒng)中的FF總線連接，形成了一套完整的FF總線壓力測量系統(tǒng)。具體的系統(tǒng)框圖如圖1所示：

　　本系統(tǒng)的工作原理如下：FF總線智能壓力變送器將測得的壓力信號轉(zhuǎn)化為符合基金會現(xiàn)場總線數(shù)字信號傳送到FF總線上，通過FF總線信號被FF總線PC接口卡接收，F(xiàn)F總線PC接口卡將接收到的信號轉(zhuǎn)化為符合PC_ISA總線的信號，然后通過PC_ISA總線傳送到

　　上位PC機(jī);相對應(yīng)，上位PC機(jī)的控制信號則是通過對稱的方式傳送到FF智能壓力變送器來實現(xiàn)對變送器的操作。

3、FF總線智能壓力變送器的設(shè)計

　　FF總線智能壓力變送器主要由傳感器與輸入電路、通信接口和媒體訪問單元三部分構(gòu)成，其中的通信接口的設(shè)計是重點方面。本部分設(shè)計采用美國德州儀器公司（TI）的集成多路24位A/D轉(zhuǎn)換器的MSC1210微處理器和SMAR公司的基金會現(xiàn)場總線通信控制芯片FB3050來研制FF智能壓力變送器，完成對液體或氣體壓力參數(shù)的高精度數(shù)據(jù)采集、處理，并通過FF總線進(jìn)行可靠的全數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信。

　　本部分的具體構(gòu)成及連接方式如圖2所示。下面簡單介紹一下這部分的工作原理，首先壓力傳感器在恒流源的驅(qū)動下采集壓力信號并將采集到的mv信號通過由MSC1210模擬輸入通道AIN0和AIN1組成的差分輸入通道傳送給微處理器進(jìn)行處理，經(jīng)過MSC1210處理之后的信號再通過FB3050和MAU進(jìn)行與總線通信。通信接口設(shè)計是本部分的重點和難點所在，具體的設(shè)計方法如下：由于FB3050的接口設(shè)計上已經(jīng)充分考慮了與Intel系列CPU接口問題，因此MSC1210的數(shù)據(jù)地址總線可以直接與FB3050的數(shù)據(jù)地址總線相連接，但必須輸出一個高電平信號到PI_MODE，表示選用的是Intel系列CPU。MSC1210具有數(shù)據(jù)/地址復(fù)用端口P0，同時FB3050也支持?jǐn)?shù)據(jù)/地址復(fù)用，所以無需外接地址鎖存器電路。具體的連接方法是：MSC1210的P0.0～P0.7與FB3050的8位CPU數(shù)據(jù)總線PB_CDATA[0:7]對應(yīng)相連接，同時輸出一個高電平給FB3050的PI_MUXON表示使用的是地址/數(shù)據(jù)復(fù)合總線，并且將MSC1210的地址鎖存信號輸出腳ALE與FB3050的地址鎖存信號輸入腳PI_CAS相連接。MSC1210地址總線的高8位輸出P2端口與FB3050的16位CPU地址總線PI_ADDR的15～8腳對應(yīng)相連。由于使用了地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線，因此FB3050的16位CPU總線的7～0腳需要與地相連接。FB3050的中斷輸出、MSC1210的外部中斷輸入均為低電平有效，所以直接相連即可完成中斷請求的要求。MSC1210的時鐘輸出信號直接可以作為FB3050的系統(tǒng)時鐘輸入。具體的連接如圖2所示，這樣MSC1210與FB3050之間的數(shù)據(jù)和控制信息的通信就得到了解決，也就完成了通信接口的設(shè)計。