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本文对研制的传感器模块进行了全面的介绍,本系统的研究为IEEE1451网络化智能传感器的研究奠定了一定的基础,为开发各种标准化的IEEE1451传感器模块STIM提供了范例。
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基于片上系统芯片的传感器模块设计基于片上系统芯片的传感器模块设计
本文对研制的传感器模块进行了全面的介绍,本系统的研究为IEEE1451网络化智能传感器的研究奠定了一定的
基础,为开发各种标准化的IEEE1451传感器模块STIM提供了范例。
1 引言
随着网络时代的到来和信息化要求的不断提高,特别是Internet的不断普及和Intranet在企业中日益增多,为此,将计算机
网络技术和智能
2 传感器模块硬件系统结构
传感器模块(STIM)原理框图如图1所示,主要包括:变送器阵列模块、信号调理模块、多通道数据采集模块、TEDS模块
及TII智能接口等部分。为了增强系统的集成度,设计采用了集成式的片上数据采集系统
传感器的输出信号经调理模块放大调理,输入至ADUC812片内的多通道ADC,ADC对相应通道模数转换后,存储于
RAM中,然后通过TII智能接口将数据读入NCAP。为了方便TEDS内容的升级与更新,系统采用异步串行口来下载电子数据表
格至ADUC812的片内Flash。此外,异步串行口还可用来下载和调试用户程序,方便系统开发。
3 传感器系统硬件详细设计
3.1 STIM传感器前端信号采集电路设计
温度传感器采用AD公司的
3.2 复位电路设计
ADUC812需要外接POR(Power-on reset,上电复位)电路。上电复位电路在电源电压低于2.5V时,要使RESET引脚保持
高电平;而且,在电源电压高于2.5V时,RESET引脚保持低电平至少10ms。在本模块中采用专门的POR芯片ADM810设计的
POR电路。ADM810是CMOS监控电路芯片,能够监控电源电压、电源故障和微处理器的工作状态。复位信号RESET用于启
动或重新启动CPU,在上电期间只要电源电压VCC大于1.0V,就能保证输出高电平电压。在VCC上升期间RESET保持高电平
直到电源电压升至复位门(4.65V)以上,在超过此门限后,内部定时器大约再维持200ms后释放RESET,使其返回低电平。无
论何时,只要电源电压降低到复位门限以下(即电源跌落),RESET引脚就会变高,如果在已经开始的复位脉冲期间出现电源跌
落,复位脉冲至少再维持140ms。在掉电期间,一旦电源电压VCC降到复位门限以下,只要VCC不比1.0V还低,就能使
RESET维持高电平。
3.3 TII接口模块
TII接口是硬件设计的重点,该接口不是一种额外的网络协议,而是连接NCAP和STIM的接口,主要定义二者之间的点对
点连接,同步时钟的短距离接口。TII是基于SPI协议的串口通信接口,其中DIN,DOUT,DCLK和NIOE完成通讯功
能,NTRIG和NACK实现与STIM有关的通道读写、触发和应答,STIM使用NINT信号要求从NCAP得到服务,NCAP使用
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weixin_38630853
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