基于低功耗單片機的智能綜合儀表設計

儀表提供記錄功能，可以對每個通道的采樣數據每隔一定時間間隔(可設定)進行記錄。外部存儲數據的芯片使用戶JMEL公司的串行FLASH AT25F2048。它由3.3V供電。該芯片相對于NANDFLASH而言具有接口簡單的特點，采用三線制的SPI接口，可以很方便地和 MSP430F149連接。并且在容量滿足要求的情況下，成本要大大低于NANDFLASH。它相對于E2PROM又具有容量大、接口簡單的特點。 AT25F2048容量為256K，一共分為四個段，每段64K字節。每頁256字節。它提供硬件寫保護和軟件寫保護，支持頁寫和字節寫模式，可擦除 10000次，符合本智能綜合儀表的使用年限。

3.5 RS485通信

RS485總線作為一種多點差分數據傳輸的電氣規范，已經成為應用最廣泛的標準通信接口之一。RS485允許在一對雙絞線上進行多點雙向通信，它所具有的噪聲抑制能力、數據傳輸速率、電纜長度及可靠性是其他標準無法比擬的。RS485協議的技術指標:傳輸速率最大為10Mbit/s;最大距離為 1200m;最高為32個節點:單組雙絞線電纜上的雙向主從通信;并行連接的節點、多工通信。

圖4 RS485通信接口

RS485數據信號采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸，它使用一對雙絞線，將其中一線定義為A，另一線定義為B，一般情況下，發送驅動器A, B之間的正電平在+2V~+6V，負電平在-2V~-6V。另有一個信號地C，在RS-485中還有一“使能”端。“使能”端是用于控制發送驅動器與傳輸線的切斷與連接。當“使能”端起作用時，發送驅動器處于高阻狀態，它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態。接收器也作與發送端相對的規定，收、發端通過平衡雙絞線將AA與BB對應相連，當在收端AB之間有大于+200mV的電平時，輸出正邏輯電平，小于-200mV時，輸出負邏輯電平。接收器接收平衡線上的電平范圍通常在200mV至6V之間。系統中RS485的驅動芯片采用SP485，電路連接圖如圖4所示。

4 儀表的系統軟件主要架構設計

系統軟件主要由系統初始化模塊、數據采樣模塊、數字濾波模塊、數據處理模塊、數字PID控制模塊、液晶驅動模塊、系統運行顯示模塊、系統組態顯示模塊、按鍵處理模塊、FLASH驅動模塊、數據追憶模塊、實時時鐘模塊、通信模塊組成。系統軟件結構圖5。對于各模塊詳細設計，由于篇幅原因這里不再詳細敘述。

圖5 系統軟件結構圖

本文作者創新點:

本文設計的智能綜合儀表從功能上來說具有以下幾個特點: 1、儀表具有多樣化的功能，它集記錄儀表、數顯儀表、積算儀表、調節儀表的多種功能于一身；2、儀表具有高模擬量輸入輸出精度，應用范圍廣；3、儀表具有很好的實時性，能滿足用戶對實時性的需求；4、儀表具有標準化的總線接口。