论文研究-基于MSC1210单片机的压力测控系统的设计 .pdf

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基于MSC1210单片机的压力测控系统的设计,孟凡志,汪毓铎,本文从实用角度出发,介绍了美国德州仪器(TI)公司新近推出的基于8051内核的高性能、低功耗单片机MSC1210,并以此单片机为核心设计��
山国科技文在线 http Daper. edu. ch 的单片机。以MSC1210单片机作为压力控制器,可充分利用其硬件资源中的AD部件和脉 宽调制器输岀PWM波作为信号的采集和输出控制通道,利用其内部的低电压检测电路、看 门狗电路进行电源监视和程序监视,并利用片内自动上电复位电路和欠电压锁定复位电跻进 行系统复位,这可大大简化硬件电路,并提高系统的可靠性和抗十扰能力。木系统以 MsC1210单片机为核心,通过外扩数据存储器及外围电路,组成了压力测控系统的测控核 心24。MSC1210单片机应用系统原理电路如图2所示2。 N出 C Al1/RST ND I SN74HC≌73ADW DS1244¥10028 下uF N2AHCI38PVR TPup-2 TRIG lOaF 图2MSC1210单片机应用系统改计 1为提高对压力信号的检测精度,系统采用MSC1210内部基准电压源为A/D部件提供基 准电压。为提高系统的可靠性和抗电源T扰的能力,启动MSC1210内部电源检测及看门狗 定时器实现了对电源的低电压检测和看门狗功能l2 2利用MSC1210内的自动上电复位和欠电压锁定复位电路完成系统的复位 3存储器DS1244Y中的实时时钟芯片,为系统提供定时功能及报警的准确时间的 4系统中扩展了M(LS240128T液晶显示器接口和TpuP-40C型打印机接口,可以显示 巾国科技记文在线 hitp:/www.paper.edu.cn 打印输出时间和告警信息。 申行通信接口的设计 通信接口 MSC1210单片机片内含有一个全双工的串行接口,通过编程也可实现串行通信功能。 MAX232/MAX232A可以用作单片机和单片机之间、单片机和PC机串行口之间的符合 RS232串行接口电路。采用MAX232接口的硬件接口电路如图3所示。利用该电路可完成 MSC1210的串行 Flash编程。 GND 图3MAX232与PC机接口 通信接口 RS-485接口芯片在使用、焊接或设备的运输途中都有可能受到静电的冲击而损坏。在 传输线架设于户外的使用场合,接口芯片乃至整个系统还有可能遭致雷电的袭击 选用抗静电或抗雷击的芯片可有效避免此类损失,常见的芯片有MAX485E、MAX487E MAX1487E等 MSC1210与MAX487接口如图4所示。该电路可完成告警信息的远传。 RXDOl aVCC R69 R RXDO TXD04 NDH SGND 4TXDO MAX18TE LAX48TE 图1RS185通信接口 声光报警电路的 MsC1210单片机的P3.5脚输出压力超限告警信号,采用光电隔离技术提高抗干扰性能。 声光报警电路如图6所示。超限通道由显示器显示。 g t 3DK2E 图6声光报警电路 系统软件设计 测控系统的软件部分用于完成对压力信号的采集、处理、显示、控制调节和PWM输出 山国武技文在线 http:/www.paper.edu.cn 主程序流程图 主程序完成系统的初始化,包括上电复位、MSC1210的初始化、8279初始化、LCD及 打印机初始化、T0初始化和DS1244Y初始化等。定时器T0赋初值100ms后,允许T0、/NT0 中断,然后读取DS1244Y时钟,送显示器显示时间、日期。当T0中断时,进入AD转换程 序;当NT0中断时,进入8279键盘处理程序。卡稈序流图如图7所示。 定时器中断服务(转换) 当I0中断时,进入AD转换程序。首先初始化A转换器,选通道;然后,启动AD转 换采集压力,经数字滤波后,计算岀压力值,将压力值与设定值进行比较,若超限,则报警, 并记录、打印越限通道号、数值及时间,冋时驱动控制执行机构采取相应措施进行处理,接 着将信息由LFD和ICD分别输出。最后,重新设定T0定时100ms,等待中断。图8为T0中 断服务(AD转换)流程图4 入口 初始化 START I 选通道 关中断 启动(A/D冫转换 采集压力 MSC1210初始化 香询是否转 8279初始化 数宰滤波 LCD、打印机初始化 计算压丿值 开中断 允许T0、NT0、看门 与设定值北较 狗等中析 L限或 <下限? 吉警 记录、打印通道 号、数值、时低 读取DS1244Y时钟 动控制执行机柯 LED显示子程序 调显示了程序 (显示时间、日期及监 LCD显示子程序 测情况) 设定TO100ms) 图7 图 山国技记文在线 http://www.papcr.cducn 结论 1.本文通过对MSC1210单片机进行深入的研究后,设计了一套低成本、高性能的智能 压力测控系统,并在压力控制中得到成功应用; 2.测控系统充分利用了MsC1210单片机的软硬件资源,使设计的系统结构简单,并采 用软硬件结合的抗「扰技术,可靠性晑、抗T扰能力强; 3.系统的输出控制电路采用光电隔离技术,利用MSC1210的脉宽调制器产生PWM信 号,并经Ⅵ变换输岀控制电流信号,输岀精度髙、线性度好、调整方便。 参考文献 [1] Toxax Instrument Incorporat, Prccision Analog-to-Digital Convcrtcr (ADC) with 8051 Micocontroller and Flash Memory Msc1210. 2002 [2]杨厚俊,张公敏.多回路压力测控系统设计.青岛大学学报.1997年第10卷第3期 [3]刘丽娟.自动补偿式压力测量仪,电子测量技术,2002年第3期:18-25 [4]邓宏彬/田纳新/志鹏/司宇晰等著.MSC121X系统级单片机原坦与应用.北京:机械工 业出版社,2004-3 l5」徐爱钓编著.智能化测量控制仪表原理与设计M].北京:北京航空航天大学出版社 1995 6」杨振江,孙占彪编著.智能仪器与数据采集系统中的新器件及应用.西安:西安电子科技 大学出版社,2001:50-227 [7]李朝青编著.单片机原理与接凵技术.北京:北京航空航天大学出版社,199:28159 [8]http://www.hteurep.hr/dallas15.htm,1244v.pdf []贾伯年,俞朴编著.传感器技术.南京:东南大学出版社,2000-30-46 FanZhi meng yuduO Wang College of Information technology Dalian maritime University, Dalian, PRC, 116026 This paper, from the view of practice, introduces a high-performance, low consumption microcontroller MSC1210 based on 8051 cores, the newest product delivered by the company of Texas Instruments (TI )in detail, and a set of intelligent and high-precision pressure measuring and controlling system design using MSC1210 as a central controller. The detail hardware schematic digram and software flowchart has been given in this paper MSC1210, low consumption, measuring and controlling system 作者简介: 孟凡志:男,大连海事大学通信与信息系统专业硕上研究生。 汪毓铎:男,辽宁L学院信息科学与上程学院教授,硕士生导师。

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