基于MCU的智能流量監控系統設計

4 功能電路

信號的測量只是流量監控的前期工作，要實現流量監控的智能化就要設計功能完整的電路，完成數據A/D轉化、根據數學模型進行控制處理、參數設置及結果顯示、打印及輸出等。

4.1 系統電源

為了減輕系統硬件重量和體積，同時綜合考慮系統對電源的要求，需要雙5V電源供電。對硬件電路參數分析，經計算選用+5V(1A)， -5V(200mA)非對稱高頻電源模塊HAW6-220D5F。其轉換效率典型值為80%;開關頻率100KHz;具有保護(過壓，過流，過熱，短路保護)和自恢復功能。

4.2 打印接口和輸出

另外系統根據設計要求設計了打印機接口和輸出接口。打印機接口采用RS232協議，可外接一個微型打印機。變送輸出采用一般的數模轉換器DAC0832，該芯片與微處理器完全兼容，具有8位分辨率。該芯片以其價格低廉、接口簡單、轉換控制容易等優點而應用廣泛。采用DAC0832輸出0-l 0mA、4-20mA， 0-5V， 1-5V信號。當需要輸出信號為電壓信號時，可將電流短路環短接。

4.3鍵盤與顯示

在流量監控系統中由于要顯示的數據位數較多，而單片機要實時的采集和處理現場數據，因此顯示不能占用太多單片機的時間;同時系統的參數輸入需要通過按鍵來實現，這就要求設計鍵盤和顯示電路。系統中采用專門的顯示驅動電路ZLG7289來驅動共陰極數碼管，該芯片同時也可以接64個按鍵，如果有鍵按下，那么該芯片會輸出中斷信號，訪問該芯片則會得到一個編碼好的按鍵值，這樣就可以進一步可以節省單片機查詢按鍵的時間，而且為處理按鍵帶來了極大的方便。

4.4 日歷時鐘電路

為了使系統能夠記錄發生的意外事件時間和打印當前時間下的累積流量和各種補償參數值，我們設計了時鐘芯片電路。時鐘芯片采用Philips公司的PCF8583， PCF8583是內含I2C總線接口功能的具有極低功耗的多功能日歷/時鐘芯片，該芯片和單片機之間采用串行方式傳輸數據，另外該芯片提供256字節的RAM單元。

本文作者創新點:

在本系統的硬件電路的設計中，本著模塊化的設計思想，設計了模擬信號采集處理電路，信號A/D轉換電路，程序下載升級電路，顯示和鍵盤電路，日歷時鐘電路，打印及輸出電路，各個電路之間自成體系，同時又相互關聯。程序下載電路利用單片機的ISP特性，使得系統開發完全擺脫了編程器，系統開發效率明顯提高，系統開發成本降低。