基于嵌入式GSM模塊的水文監測系統的設計

6 模／數轉換原理

本文使用4位半雙積分A／D轉換器ICL7135，精度高、價廉，轉換速度較低(2～4次／s)。本應用中，該器件的使用方法與常規不同，如圖3所示，單片機的P3．4(T0)提供積分器所需的時鐘脈沖clock，在BUSY為高電平期間，與門開放，單片機的P3．3(INT1)對該clock計數，根據該計數值即可計算被測電壓ui。原理如下：

根據雙積分型A／D轉換器的工作原理，第一階段對被測電壓ui進行定時積分，其定時時間固定為：

T1=n1×Tc (1)

第二階段對參考電壓UREF進行定壓積分，積分時間為：

T2=n2×Tc (2)

式中：Tc是clock時鐘的周期；n1是第一階段積分期間內部計數器的計數值，本器件已知為20 000；n2是第2階段積分期間內部計數器的計數值。設在積分期間被積分電壓為恒值，可以推得：

對于ICL7135，在積分(包括1，2兩個階段)期間，其“BUSY”端輸出高電平信號，圖3中，單片機在BUSY=1期間對clock計數，因此該計數值為n1+n2，而已知“n1=20 000”，所以“n2=單片機計數值-20 000”，于是根據式(4)可算得被測電壓ui。該方法電路連接簡單且編程亦較簡單。

7 結語

水文數據監測與采集的內容涉及江河水位、水庫水位、雨量甚至氣溫、風力風向等方面，監測點分散性大、數量多、地理環境差，若自建微波等無線通信網絡實現數據傳送，致使設備復雜、工程投入大，運行維護費用高。近年移動通信業務以及微電腦技術的迅速發展，可以很好彌補傳統上的不足，本文是基于移動通信平臺的一種設計實例，實驗表明費用低、可靠性高，具有較實用意義，可推廣應用于相類似的其他領域。