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$ j1 P0 ~0 h, U摘要:利用16位高速单片机(MSP430F149)和8位单片机(PIC18F4520)以及PROFIBUS总线的专用协议芯片SPC3,开
; ~4 ~; {, Y# k {' j4 X发了带PROFIBUS-DP接口的智能电磁流量计。介绍了智能电磁流量计总体方案的设计和PROFIBUS--DP通信接口的软硬件
6 E: O, M1 r$ c4 h设计实现，给出了部分原理图和软件流程图。实验证明该智能电磁流量计功能完善,操作方便，通信可靠，达到了预/ e" a, |/ G( y ?
期设计月的。3 `& t s/ z* _- C5 h! ~: {$ v
& q- { C/ V' H关键词:现场总线通信:单片机;智能电磁流量计
: i8 m% z9 H7 E) P; g
9 `* l ^8 F4 R1 B* K0引言1 K* u, f6 z5 G. {
当今现场总线技术的发展日新月异，应用领域也日
, o9 ]3 \ y1 m ^2 h! q3 K趋广泛，从家庭、能源、楼宇，到工业现场。为了适应
. u. b# r, U X! U6 M8 T! K市场的需要，国内外各大公司纷纷推出新一代的、各具, f! E9 J* K$ K1 P. J+ Q$ D1 u
特色的智能化流量仪表，其中结合现场总线技术的智能) [; x( Q) W" A( S, [9 e
电磁流量计的开发尤为引人注日。PROFIBUS作为月前主
- y7 j7 z# ]/ ~- y, @: H" H! Y流总线之一，包括三种类型: DP、 PA和FMS。这三种类型7 R' M: k9 u: v1 h% o& c
均使用统一的总线访问协议，其中PROFIBUS-
0 Q5 b, D6 q. r1 O7 i) b" zDP (decentralized periphery) 采用经过优化的高速、廉% g, E" _6 m. B: [; P
价通信连接，专为自动控制系统和设备级的分散I/0之间% W+ a. u4 n3 i0 Q
通信设计，能满足分布式控制系统的实时性、稳定性和
4 \2 a0 |! }" X" m8 _ N可靠性要求。随着PROFIBUS-DP 系统应用领域的日益扩大,$ V) E- s! y' `
用户及研究部门都有自主研发或特殊调试的需求，下面4 S# \, M& q! i( ?
将介绍结合智能化技术与现场总线技术，开发带
4 F0 t l8 T* u+ \, B3 CPROFIBUS-DP接口的智能电磁流量计。 n g: J2 |5 A' T0 t( C: O
1系统总体设计
$ X* u7 ~6 L" l H* ?常用现场仪表系统的处理任务简单，往往使用一个* V. w3 v% _" u! u+ w1 i9 v. G
CPU加一系列外围辅助电路就能达到相应的目标功能。采( t! c( t5 m; u
用双CPU可以根据系统的总体功能要求进行合理的分工,; H, M2 |# ~+ A: n. @
各自完成不同的控制和处理功能，可以适当地简化硬件6 d/ j9 d9 M1 P; {& c. Y2 l
电路和软件资源的分配，设计相对独立,程序的修改和
_. ?! E. b2 g. `! t% l& w移植也变得容易[1]。此系统采用了双CPU设计，如图1所
0 h$ J( v) v; I% `, s$ P示。16位单片机MSP430F149是电磁流量计的核心部件,
3 G* q) ?- P7 t/ ~实现信号的采集处理、LCD显示、存储及与8位单片机
, h# ~* e/ R& O XPICI8F4520进行数据交换。PIC18F4520和PROFIBUS现场
3 @) \, `+ S, @总线专用协议芯片SPC3是PROFIBUS DP接口部分的核心部' \" `( k3 \. m8 d" ]0 I& W4 E" S
件。PIC18F4520负责与MSP430F149交换数据及与SPC3通: N' ?0 {& h- O9 {2 i1 P
信等功能的实现，SPC3 负责把主站送来的数据拆包，送
: v* Z/ y9 _5 ]" B ?; S3 b往PIC18F4520，同时把PIC18F4520送 来的数据打包，上7 g( ~8 S! w8 N4 `8 E# ~/ p# U
传给主站。/ R0 ^: l. F3 K3 p
( f4 B5 _+ i: J. [! |- H) k: r1 P$ A
2系统硬件设计
+ v, ~& E0 q3 d9 q# _如图1所示，电磁流量计的硬件部分主要由传感器、4 `; b0 g* P* K5 M( A/ e2 g
电源系统、信号处理电路、励磁电路、单片机系统和总* Q+ v0 g$ n" R
线接口电路组成。9 n. \+ g+ A$ p5 S& e3 v
2.1传感器及电源系统; \0 h2 E$ n) s9 v* L
传感器直接由厂家制作，在此不再赘述。本系统所4 p; o d1 ~4 Z8 m0 p
用电源电压种类不一，特别设计流量计专用电源系统。; k* V; Z+ K& D0 s+ w& s4 a0 w. {
整个系统采用5V供电，而MSP430F 149采用3.3V电压供电。
8 i3 e% L T U6 F% `2 ~考虑到硬件系统要求电源具有稳压功能和纹波小等特点,
$ t7 f) Z! n8 Q0 C- T' l另外也考虑到硬件系统的低功耗等特点，因此该硬件系
& Q- ?4 O! v% I/ K" D统的3.3V电源部分采用TI公司的TPS76033芯片实现[2].( s$ t: F m ?: y, H( {# ~
# V! G! A9 H% ^# Z
, E6 _- Y0 V3 l( [3 c附件下载：
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发表于 2020-3-19 09:25
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