一種新型溫鹽深傳感器的數據采集與應用

2 SBE 37-SI MicroCAT接口電路的設計

SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器的輸出數據格式與一般導航設備的常用格式，例如GPS的數據格式：$PASHR,POS,n,……,tt.t，vvvv＊cc[CR][LF],它包含起始符$，數據內容，代碼和標志＊,代碼和cc,數據終結符[CR][LF]。而SBE 37-SI MicroCAT的輸出數據格式沒有起始符、代碼和標志以及代碼和。它還有一個很大的特點：SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器的輸出有電平保護作用，當它停電后重新通電啟動，輸出電平為零，不會自主的向外發送測量數據，必須給它發一個激發信號（數據發送命令）才能觸發它。它的觸發信號是兩個回車換行字節（即0x0D、0x0A），但不能連續發，必須要分兩次間隔兩秒發出，這樣才能將傳感器觸發，按照設定的格式和速率往外發送數據。

為了使溫鹽深傳感器輸出的數據格式與常用導航設備的數據格式保持一致，必須要設計一個數據格式轉換接口電路，它需要完成的工作有：首先獲得外部指令或自產生一個觸發命令發給傳感器，觸發傳感器;然后接收外部指令改變SBE 37-SI MicroCAT輸出數據的波特率，傳輸數據的更新速率;并接收來自它的數據，加上起始符、代碼和標志以及代碼和;如果數據中有空格，則將空格置換成零;最后將數據輸出給綜合導航顯示控制臺。這樣，數據格式轉換接口電路一方面要處理控制指令的中斷和實現改變傳感器的波特率和數據更新速率，另一方面還要和傳感器進行串行數據通信。

3 實際應用舉例

由于SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器所提供的RS232數據格式與常用的導航設備數據格式不同，不能直接與潛水器綜合導航顯示控制臺系統現連接進行數據交換。為了方便通信，本文作者在實際的工程應用中設計了一個數據格式轉換電路板，電路的結構如圖2所示。

圖2 SBE 37-SI MicroCAT數據格式轉換電路板的設計
在圖2中，通信控制單片機一方面負責接收數據，將接收到表達海水的狀態參數的ASCII字符轉換成數字類型，對該數字類型進行判斷正負，把相應的空格置換成零，再轉換為ASCII字符類型，添加上起始符$以及每個數據的頭字母（即T、C、P、D、S、V、R），算出$以后所有字符的代碼和，然后將代碼和標志及代碼和、回車符、換行符加上，最后通過RS232輸出到綜導顯控臺。另一方面，接收來自綜導顯控臺的命令，然后發送給SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器，對傳感器的響應完完全全地返回給綜導顯控臺。因此綜導顯控臺可以隨時改變溫鹽深傳感器的輸出數據、數據輸出的間隔時間以及他的狀態，又可以接收到通用格式的數據。

本實例的硬件使用的是常用可靠的AT89C51單片機，AT89C51單片機是一種帶4K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。