【48812】带PROFIBUS-DP接口的智能电磁流量计开发

  当今现场总线技能的开展一日千里，使用领域也日趋广泛，从家庭、动力、楼宇，到工业现场。为了习惯商场的需求，国内外各大公司纷繁推出新一代的、各具特色的智能化流量外表，其间结合现场总线技能的尤为有目共睹。PROFIBUS作为现在干流总线之一，包含三品种型：DP、PA和FMS。这三品种型均运用一致的总线拜访协议，其间P R 0 F I B U S-DP(decentralized periphery)选用经过优化的高速、廉价通讯衔接，专为自动操控体系和设备级的涣散I／O之间通讯规划，能满意分布式操控体系的实时性、稳定性和牢靠性要求。跟着体系使用领域的日益扩展，用户及研讨部分都有自主研制或特别调试的需求，下面将介绍结合智能化技能与现场总线技能，

  常用现场外表体系的处理使命简略，往往运用一个CPU加一系列外围辅佐电路就能到达相应的方针功用。选用双CPU可以精确的经过体系的整体功用要求做到合理的分工，各自完结不同的操控和处理功用，能适当地简化硬件电路和软件资源的分配，规划相对独立，程序的修正和移植也变得简单。此体系选用了双CPU规划，如图1所示。16位单片机 MSP430F149是电磁流量计的核心部件，完成信号的收集处理、LCD显现、存储及与8位单片机PIC18F4520进行数据交流。 PIC18F4520和PROFIBUS现场总线是PROFIBUS-DP接口部分的核心部件。PIC18F4520担任与 MSP430F149交流数据及与SPC3通讯等功用的完成，SPC3担任把主站送来的数据拆包，送往PIC18F4520，一起把PIC18F4520 送来的数据打包，上传给主站。

  如图1所示，电磁流量计的硬件部分主要由传感器、电源体系、信号处理电路、励磁电路、单片机体系和总线接口电路组成。

  传感器直接由厂家制造，在此不再赘述。本体系所用电源电压品种纷歧，特别规划流量计专用电源体系。整体系选用5V供电，而MSP430F149选用 3．3V电压供电。考虑到硬件体系要求电源具有稳压功用和纹波小等特色，别的也考虑到硬件体系的低功耗等特色，因而该硬件体系的3．3V电源部分选用TI 公司的TPS76033芯片完成。

  低频矩形波励磁电路一般都会选用分频芯片对工频电源进行降频处理，再经过开关管进行功率扩大，此种电路难以针对梯形波的斜边进行线性扩大，并且励磁频率单一，不能经过软件编程修正励磁频率。因而，本体系选用三值梯形波励磁方法。选用16位D／A转化芯片DAC7731经过电平转化芯片SN74AHC245与MSP430F149单片机的USART通讯模块相连的方法发生励磁信号。此励磁信号发生电路，经过MSP430F149单片机的定时器进行分频，可软件编程修正励磁频率，为电磁流量计选纷歧样的励磁频率供给了更大的便利。功率扩大电路部分，选用互补对称式功率扩大电路。经过运算扩大器对励磁信号电压扩大，两级互补对称功率扩大电路对励磁信号电流扩大，之后输入电磁流量计励磁线圈，作为励磁电压。此电路可线性扩大梯形波斜边部分，满意了梯形波励磁方法的要求。

  信号处理电路采纳四象限高速高精度乘法器芯片AD835AN来完成线圈内的励磁电流信号与两电极输出流量信号相乘，AD835具有极高的差分输入阻抗，不需外接阻抗改换电路。乘法器输出信号经过扩大与电平的提高，再先后经过高低通滤波器后进入单片机进行A／D转化。高低通滤波器截止频率别离为0．33 Hz和126 Hz。

  本丈量体系选用TI公司的MSP430F149单片机作为MCU，与晶振输入模块、复位电路、LCD显现模块、键盘模块和Microchip公司的PIC18F4520一起构成单片机体系。两个CPU之间经过三极管电路完成串口通讯。体系的键盘模块选用独立按键式键盘。由3个独立按键别离与3只上拉电阻一起和MSP430的P1．1、P1．2和P1．3相连，并将这三个端口设置为上升沿中止使能的方法，使用中止处理程序来判别键盘输入。

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