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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 [9 ]" C* n7 i6 O* i# C
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# O0 [, {1 ^1 }% D) U: n* U
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 w& \; U8 O+ C1 z/ U
期设计月的。
, y! A" I6 u8 L9 |6 u, i* L0 l: ]5 m1 A! \
关键词:现场总线通信:单片机;智能电磁流量计3 a7 C0 X2 {+ j; e! Z- D
. ^; {( [5 T+ E; Z. x( A$ B0引言
, `* d0 n' `: D l当今现场总线技术的发展日新月异，应用领域也日
# i; A5 d6 |# O9 j3 a! z( ^. B; S趋广泛，从家庭、能源、楼宇，到工业现场。为了适应
. ^/ g9 R% m& c n6 y/ e市场的需要，国内外各大公司纷纷推出新一代的、各具: k" K) }$ J1 H6 ]- E+ j
特色的智能化流量仪表，其中结合现场总线技术的智能
: r& t4 D& I0 \( I电磁流量计的开发尤为引人注日。PROFIBUS作为月前主
% ^' X, f( m1 ^9 n) j流总线之一，包括三种类型: DP、 PA和FMS。这三种类型
, K3 U& T: p, e; T, M4 {均使用统一的总线访问协议，其中PROFIBUS-9 \6 H. O. K8 T2 v' c9 |
DP (decentralized periphery) 采用经过优化的高速、廉
: x% m" b( {. u$ B7 l3 H# ^价通信连接，专为自动控制系统和设备级的分散I/0之间
+ u% C4 ]. `* ?通信设计，能满足分布式控制系统的实时性、稳定性和+ K+ ?8 [$ S; T4 n
可靠性要求。随着PROFIBUS-DP 系统应用领域的日益扩大,
/ `4 `7 {' O9 t用户及研究部门都有自主研发或特殊调试的需求，下面' _. M9 }1 i% V5 g7 o6 |9 b
将介绍结合智能化技术与现场总线技术，开发带
2 Z' X" K! A/ B9 ^PROFIBUS-DP接口的智能电磁流量计。* j3 x; c' s9 j
1系统总体设计
& @/ q% s8 t; `8 I; j- M常用现场仪表系统的处理任务简单，往往使用一个+ N# p' E) i P+ X5 X7 D' }
CPU加一系列外围辅助电路就能达到相应的目标功能。采
! F5 P( I! D- w, E用双CPU可以根据系统的总体功能要求进行合理的分工,5 R* r! \& r1 \( L* n
各自完成不同的控制和处理功能，可以适当地简化硬件
' o% M+ \. C& m' w1 M电路和软件资源的分配，设计相对独立,程序的修改和 ]. }' T- X3 e8 M! p
移植也变得容易[1]。此系统采用了双CPU设计，如图1所, o- d' B. p# b2 \
示。16位单片机MSP430F149是电磁流量计的核心部件,) L$ h3 Y0 \8 E4 `# Y" m& Q
实现信号的采集处理、LCD显示、存储及与8位单片机$ a: X$ j* v2 Q
PICI8F4520进行数据交换。PIC18F4520和PROFIBUS现场
* T3 w; Y: Y7 Y总线专用协议芯片SPC3是PROFIBUS DP接口部分的核心部8 X- _3 f0 Y) m/ |
件。PIC18F4520负责与MSP430F149交换数据及与SPC3通
8 Z6 b' ^* J3 M6 Q信等功能的实现，SPC3 负责把主站送来的数据拆包，送0 I7 F, z; C( W7 L
往PIC18F4520，同时把PIC18F4520送 来的数据打包，上
9 m d+ ]+ G/ {1 J! s传给主站。/ u m/ J7 }0 n. [9 C- \
' c/ i; P! M: V
2系统硬件设计2 T/ z* ]) G/ i; D/ i9 `5 \
如图1所示，电磁流量计的硬件部分主要由传感器、
. Y/ y6 U6 a ~3 q5 b/ H电源系统、信号处理电路、励磁电路、单片机系统和总* u. D" ~( X% h2 X3 b, p1 i
线接口电路组成。; V9 J0 Q. ~) ^ B
2.1传感器及电源系统
7 i5 R2 V( z: H6 L, x传感器直接由厂家制作，在此不再赘述。本系统所
9 q$ L5 y, A6 S1 T( }) h1 \用电源电压种类不一，特别设计流量计专用电源系统。" z( ]% S. I# \
整个系统采用5V供电，而MSP430F 149采用3.3V电压供电。/ i4 \9 F+ J" d, x
考虑到硬件系统要求电源具有稳压功能和纹波小等特点,
" [ R3 e6 ~* U3 C另外也考虑到硬件系统的低功耗等特点，因此该硬件系
- `7 H) i/ ^; B统的3.3V电源部分采用TI公司的TPS76033芯片实现[2].
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+ W9 `2 }; G/ m5 ~
; N/ H o: O! x5 X2 i2 u, \6 o- ]; V附件下载：9 E1 w6 m5 P: q) F d& O- q" M
% d2 i0 f# }, i6 Z) G V2 D8 m' U
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发表于 2020-3-19 09:25
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