基于單片機的高壓開關柜觸頭溫度監測系統設計
MSP430F1132的P2.2腳接MAX6613傳感器的模擬數據輸出端,利用單片機內部10位AD轉化模塊完成溫度信息的模數轉換。
2 軟件設計
2.1 上位機軟件設計
上位機低頻喚醒發送流程圖如圖4所示。

MSP430單片機上電初始化后,P2.2腳設為低電平,對應DIO為高電平,當發送數據時P2.2腳變為高電平,DIO腳變為低電平。首先發送8位序列頭信號,延時1 ms后發送16位數據,發送完成后P2.2腳變為低電平,對應DIO變為高電平,延時約15 ms后,P2.1捕獲DIO反饋的負脈沖確認信號,在CCU捕獲中斷服務程序內獲得該信號下降沿和上升沿的時間差就能判斷出所有的數據是否正確發送。
2.2 下位機軟件設計
ATA5283芯片初始化后,開始偵聽125 kHz頻段,當有效喚醒信號出現時,在芯片WAKEUP引腳輸出高電平喚醒單片機和射頻模塊。單片機進入接收低頻喚醒信號的中斷服務程序,數據通信完成后,ATA5283返回偵聽模式,單片機進入休眠模式,射頻模塊進入掉電模式。
本文設計的低頻喚醒信號數據速率為1 kbps,每個Bit持續1 ms,具體格式如表1所示。

具體工作過程:
1)8 ms的前導碼(Preamble)引起芯片的工作,N_WAKEUP端被拉低,N_DATA端也被拉低。前導碼必須大于5.62 ms,這是芯片本身決定的,否則不會被喚醒;
2)N_WAKEUP端的拉低使得單片機被喚醒;
3)每隔1 ms采集一次N_DATA端的數據,驗證確認碼的真偽,避免干擾信號;
4)驗證成功后,每隔1 ms采集一次,共采集8次,此為上位機發送的地址信號;
5)單片機判斷接收完數據后,給出一個高電平到ATA5283的RESET腳,復位ATA5283回到待機偵聽模式。
單片機將接收到的地址信息與本機地址比對,若相同就喚醒其它電路完成一次溫度采集發送,若不同就進入休眠模式。
下位機低頻喚醒接收流程圖如圖5所示。

MSP430單片機上電初始化后進入LPM4休眠模式,低頻喚醒數據接收和溫度數據采集發送在中斷程序中完成。當有輸入信號時,ATA5283的N_WAKEUP端被拉低,下降沿觸發MSP430進入中斷服務程序,依次采集8位確認碼和8位ID信息,比對接收到的地址信息,如果與本機地址相同則啟動CC1000模塊完成溫度采集發送,完成后P1.2給ATA5283一個正脈沖復位它回到待機偵聽模式。
3 總結
本文將低頻喚醒芯片ATA5276和ATA5283用于電廠高壓開關柜觸頭溫度監測系統中,與射頻芯片CC1000相結合實現了非接觸式溫度監測,并使傳感器電路工作在瞬時發送和長時休眠的工作狀態,有效降低了傳感器端的功耗,解決了多個傳感器的組網問題。
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