智能电磁流量计

2019-08-01 16:33发布

 0 引言
  当今现场总线技术的发展日新月异,应用领域也日趋广泛,从家庭、能源、楼宇,到工业现场。为了适应市场的需要,国内外各大公司纷纷推出新一代的、各具特 {MOD}的智能化流量仪表,其中结合现场总线技术的智能电磁流量计的开发尤为引人注目。PROFIBUS作为目前主流总线之一,包括三种类型:DP、PA和FMS。这三种类型均使用统一的总线访问协议,其中P R 0 F I B U S-DP(decentralized periphery)采用经过优化的高速、廉价通信连接,专为自动控制系统和设备级的分散I/O之间通信设计,能满足分布式控制系统的实时性、稳定性和可靠性要求。随着PROFIBUS-DP系统应用领域的日益扩大,用户及研究部门都有自主研发或特殊调试的需求,下面将介绍结合智能化技术与现场总线技术,开发带PROFIBUS-DP接口的智能电磁流量计。
  1 系统总体设计
  常用现场仪表系统的处理任务简单,往往使用一个CPU加一系列外围辅助电路就能达到相应的目标功能。采用双CPU可以根据系统的总体功能要求进行合理的分工,各自完成不同的控制和处理功能,可以适当地简化硬件电路和软件资源的分配,设计相对独立,程序的修改和移植也变得容易。此系统采用了双CPU设计,如图1所示。16位单片机 MSP430F149是电磁流量计的核心部件,实现信号的采集处理、LCD显示、存储及与8位单片机PIC18F4520进行数据交换。 PIC18F4520和PROFIBUS现场总线专用协议芯片SPC3是PROFIBUS-DP接口部分的核心部件。PIC18F4520负责与 MSP430F149交换数据及与SPC3通信等功能的实现,SPC3负责把主站送来的数据拆包,送往PIC18F4520,同时把PIC18F4520 送来的数据打包,上传给主站。
  2 系统硬件设计
  如图1所示,电磁流量计的硬件部分主要由传感器、电源系统、信号处理电路、励磁电路、单片机系统和总线接口电路组成。



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4条回答
i1mcu
2019-08-01 23:47
  2.5 PROFIBUS-DP通信接口
  PROFIBUS-DP通信接口开发中使用PIC18F4520作为处理器单元管理通信事务,SPC3协议芯片则完成数据的转换和收发功能。 PIC18F4520与SPC3之间的连接如图2所示。SPC3接成使用Intel芯片并工作于同步模式,此时片选信号输入引脚XCS不起作用,接高电平;地址锁存信号ALE起作用,接处理器RB3,SPC3内部地址锁存器和解码电路工作。CPU与SPC3通过SPC3的双口RAM交换数据,SPC3的双口RAMS应在CPU地址空间统一分配地址,CPU把这片RAM当作自己的外部RAM。CPU采用RD和RB口扩展外部存储器,RD口作为数据线和低8 位地址线,RB4、RB1、RB2作为AB8-AB10地址线接ABO-AB2。SPC3的AB3-AB10接地。



  SPC3与收发器连接时用于串行通信的四个引脚分别为XCTS、RTS、TXD和RXD。XCTS是SPC3的清除发送输入信号引脚,表示允许SPC3发送数据,低电平有效,这里始终接低电平。RTS为SPC3请求发送信号接收发器的输出使能端。RXD和TXD分别为串行接收和发送端口。为提高系统的抗干扰性,SPC3内部线路必须与物理接口在电气上隔离,此处采用速率可达2 5Mb/s的HCPL7721高速光耦,收发器采用SN75ALS176,足以满足本系统的应用。

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