基于RlTOS和ISP功能數字儀表系統設計實現

2.3 A／D數據采集模塊

由于本系統涉及多路模擬信號，故選擇了AD(20809型通用模／數轉換器，它采用逐次逼近方式完成A／D轉換過程，其片內帶有8路模擬開關，能自動鎖存信號，輸入電壓范圍是0V～+5V，因為該器件的輸出具有1TrL三態鎖存緩沖器結構，所以可以直接連人單片微控制器的I／O口。相關的接口連接如圖2所示。

需要說明的是，在本系統6路電源信號中只有一路負電源信號符合ADC0809 0V～5v的輸入特性，因此必須配備相應的反相電路，則通過LM358型運算放大器來完成。利用LM358還可以擴展監測范圍(以降低測量精度為前提)，這對于精度要求不太高的場合是可行的。圖2中PC817型光耦用于檢測負電壓信號，當IN4為低電平信號時對應負電壓信號，此時在MSl2232B的相應行位置給出“-”號標志，這不僅解決了正負電壓同行顯示的兼容性問題，而且減少了軟件設計量(由6路簡化為3路)，同時使系統實時性相應提升。

2.4溫度傳感器模塊

DSl8820是Dallas公司推出的l—Wire式數字溫度傳感器，它能實時采集現場環境的溫度數據，并將相應的值轉換為數字量輸出。該溫度傳感器與AT89S52的連接如圖3所示。

2.5語音報警模塊

該模塊主要實現異常情況下告警信息的輸出，只要配電箱電壓信號的波動值超出一定的范圍，音頻告警裝置即給出不同的頻率信號使蜂鳴器發聲，以提示相關操作人員注意。

3 系統軟件設計

按RTOS系統的程序結構要求，軟件工程主要由如下4部分組成：初始化、數據采集與A／D轉換、顯示子程序、溫度監測與告警模塊。

如果將初始化設置為任務0，那么除了要完成相應的硬件配置與變量賦初值外，還必須啟動所有其他任務，另外，因為初始化過程只須進行一次，所以Task 0還應當刪除其自身。具體的程序代碼如下所示：

void Init(void)_task_Intial

{

variable=0；

LcdInitialO；

ClrScreenO；

0s_create_task(AI)C0809I)ata)；

os_create_task(DSl8820Temperate)；

0s_create_task(LCMI)isplay)；

0s_delete_task(Intial)；

}

其中相關的宏定義變量值為：

#define Intial O

#define ADC0809Data 1

#define DSl 8820Temperate 2

#define LCMDisplay 3

在Keil集成開發環境下調試本程序時，除了要包括相應的頭文件(rtx51tny．h)外，還必須設置好相應的環境參數值。

3.1數模轉換子程序

數據采集與A／I)轉換子程序主要對配電箱傳來的模擬信號進行采樣、量化及返回值處理。軟件編程時的電氣時序及相關技術要求如圖4所示。

在時序圖中，上升沿清空量化結果寄存器內的值，下降沿啟動，A／D轉換；采樣啟動脈沖的高電平狀態至少應維持100μs；EOC變為低電平表示轉換過程正在進行，且啟動信號的硬件遲滯效應時間至少應為10μs；MSB對應AT89S52并口的：P0.7，LSB對應P0.0。

關鍵部分的程序源代碼及注釋如下：

unsigned int AI)C0809(void)

{

unsigned int wait=3；

ChannelChooseA=1；

ChannelChooseB=0；

ChannelChooseC=0；

ADStartPulse=0；

ADStartPulse=1；//產生A/D轉換的啟動脈沖

(上升沿部分)

delay()；／／保證啟動脈沖的高電平寬度

至少大于100μs

ADStartPulse=0；／／產生A／D轉換的啟動脈沖

(下降沿部分)

wait--；

wait--； ／／指令延時以保證達到：EOC

變為低電平所需的硬件遲滯要求。

‘whilefADConvertEOC==0)：

return(Result)；／將A／[)轉換后的量化值返

回到主函數中。

}

3.2液晶顯示模塊

MSl2232B 型圖形點陣液晶顯示(LCM)模塊左右分為Master和Slave控制器，上下共分4頁，左邊列地址為0-61，右邊列地址為0-61，對該器件的操作關鍵是按時序圖正確配置好主、輔控制器的工作狀態。利用AT89S52訪問LCM時有二種常用的方法，即存儲器映射寄存器尋址和模擬接口時序，本系統采用后一種方法。主要函數模塊源代碼分析：

void MasterWriteD(unsigned char Ramdata)

//向Master控制器寫數據

{

ReadOrWrite=0；

InstructionOrData=1；

MasterEl=1；

P0=Ramdata；

MasterEl：0；

}

void MasterWriteI(unsigned char Ramdata)

//向Master控制器寫指令

{

ReadOrWrite=0；

InstructionOrData=0；

MasterEl=1；

P0=Ramdata；

MasterE1=O;

}

void ReadState(void) //檢測主、輔控制器工作狀態

{

ReadOrWrite=1；

InstructionOrData=0；

MasterEl=1：

SlaveE2=1；

PO=0xff；

while(BusStateBusy==1)；

}