新型的基于傾角法海流測量儀的研究與開發

1．2．1 硬件設計
傾角法海流測量儀選用了Atreel公司制造的低功耗、高性能CMOS型8位單片機AT89S52，它具有8 KB、1 000次擦寫周期的可編程FLASH存儲器。AT89S52單片機是傾角法海流測量儀數據接收電路的核心部分，它協調和組織其他各模塊的工作。時鐘電路采用美國達拉斯半導體公司生產的DS12887時鐘芯片，內置鋰電池，斷電情況下運行長達10年不會丟失數據，以二進制或BCD碼表示時間、日歷。該測量儀采用Atml公司生產的串行接口的可編程閃速存儲器AT45DB161。它擁有17 301 504位主存儲器單元。采用微硅技術制造的傾角傳感器測量海流流速。它的最大工作角度可達90°，測量精度一般可達到0．1°～0．5°。在硬件設計上通過增加2個低通濾波器并通過數字濾波來消除海流以外的波動影響。
選用電子方位傳感器測量海流流向，該傳感器具有不受環境溫度變化和電源變化的特性。溫度傳感器采用的是集成溫度傳感器AD590，傳感器輸出的信號是電流，其抗干擾能力強，可以遠距離傳輸溫度信號。
由于RS 485通信距離長達1 200 m，傾角法海流測量儀采用RS 485串行方式進行通信。考慮到傾角法海流測量儀中AT89S52單片機接口電路是TTL電平，所以需要經過MAX485芯片實現與RS 485標準電平的轉換工作。同時添加S2-485轉換器實現RS 485電平與RS 232電平的轉換，從而達到海流測量儀與上位機之間正常通信。硬件電路板圖如圖3所示。

1．2．2 軟件設計
上位機軟件采用Visual C++6．0與Matlab 7．1混合編程。Visual C++6．0是微軟推出的一款C++編譯器，將“高級語言”翻譯為“機器語言(低級語言)”的程序，它是一個功能強大的可視化軟件開發工具。Matlab 7．1是由美國mathworks公司發布的主要面對科學計算、可視化以及交互式程序設計的高科技計算環境。傾角法海流測量儀上位機軟件結構示意圖如圖4所示。