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( L c0 J. D% C: x) a8 v- h5 c
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2 e/ S! r" Z; `0 T
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
0 P5 [8 O) h B% L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
2 g i( A6 n/ ?. S' ]期设计月的。
" F( G( { A3 S2 p( ^6 v; P9 I$ ]' g. g$ v1 \
关键词:现场总线通信:单片机;智能电磁流量计, @- _; F4 d2 J( r7 d, Q! z
' G1 E: b7 Z. _7 K$ g
0引言
* w8 \! H* F# S1 z( p" S0 C2 \当今现场总线技术的发展日新月异，应用领域也日
: a: b6 A4 p6 p( M4 K趋广泛，从家庭、能源、楼宇，到工业现场。为了适应
# ^% H; d5 t3 D& \; s2 t# C/ @市场的需要，国内外各大公司纷纷推出新一代的、各具
& a2 _, ]3 ]1 r; [9 V特色的智能化流量仪表，其中结合现场总线技术的智能
! ~; V I+ a/ ~: h6 t电磁流量计的开发尤为引人注日。PROFIBUS作为月前主& V3 {- b9 H3 m( C( C( d
流总线之一，包括三种类型: DP、 PA和FMS。这三种类型
% M0 r4 B C- [; w) `均使用统一的总线访问协议，其中PROFIBUS-
+ y) {: l- b! O) B% ZDP (decentralized periphery) 采用经过优化的高速、廉$ q' e; U% S, r" |5 @7 o7 \4 f0 ^
价通信连接，专为自动控制系统和设备级的分散I/0之间' i1 c! i7 D* y9 F4 J L. L5 A
通信设计，能满足分布式控制系统的实时性、稳定性和) b# ^/ b- G+ o
可靠性要求。随着PROFIBUS-DP 系统应用领域的日益扩大,. T. s1 P. o, L5 J7 C) `; n
用户及研究部门都有自主研发或特殊调试的需求，下面7 h8 Q; M, T! C
将介绍结合智能化技术与现场总线技术，开发带
1 M3 G w5 x @; Y9 _' Z2 }0 ?PROFIBUS-DP接口的智能电磁流量计。9 y8 E5 e G1 `9 b, J9 a
1系统总体设计
8 ^+ f8 [* {1 T3 n常用现场仪表系统的处理任务简单，往往使用一个% B7 H, K. G) K& x$ ?0 G2 f
CPU加一系列外围辅助电路就能达到相应的目标功能。采
4 u) R) U! V8 ~; L+ X$ ?" t用双CPU可以根据系统的总体功能要求进行合理的分工,5 @$ O6 U e- m$ V/ q7 W( X$ j k
各自完成不同的控制和处理功能，可以适当地简化硬件
* n! k* j" i- j& D- T& G$ U电路和软件资源的分配，设计相对独立,程序的修改和 P2 F7 C+ a; F. d/ D. ]
移植也变得容易[1]。此系统采用了双CPU设计，如图1所% g4 @) z3 y" g. L. o! X+ S5 q
示。16位单片机MSP430F149是电磁流量计的核心部件,
; H6 I1 r; J" Z5 h2 ?$ e实现信号的采集处理、LCD显示、存储及与8位单片机
% Y. G3 q2 _' X& x. c, } yPICI8F4520进行数据交换。PIC18F4520和PROFIBUS现场
+ d1 B* U7 ?* ?总线专用协议芯片SPC3是PROFIBUS DP接口部分的核心部
- m" G! v8 ?- B% Q4 ~/ j6 g' |7 X8 P3 X件。PIC18F4520负责与MSP430F149交换数据及与SPC3通
s% _: i$ g( z7 f) T- D信等功能的实现，SPC3 负责把主站送来的数据拆包，送
$ ]' O @7 J: {% Y$ i往PIC18F4520，同时把PIC18F4520送 来的数据打包，上
% n, Q# J9 z( |1 i. `传给主站。: G6 x" I9 Z7 n, q
+ m0 P- f0 M9 z6 o2系统硬件设计" \7 l7 f! q' ?" K' n& g5 b
如图1所示，电磁流量计的硬件部分主要由传感器、
$ f0 l7 U( \- g" S5 [- }5 L' V电源系统、信号处理电路、励磁电路、单片机系统和总
3 U7 [* Y! f. V9 b7 t线接口电路组成。
* M3 p1 @4 D! m1 y6 l& ^ t2.1传感器及电源系统. ~( P. p( X9 o( T
传感器直接由厂家制作，在此不再赘述。本系统所
; u7 f7 |% e1 K/ B$ R; D0 u3 E: O用电源电压种类不一，特别设计流量计专用电源系统。/ F. \+ [; v7 [+ U# \
整个系统采用5V供电，而MSP430F 149采用3.3V电压供电。
) r5 u4 w% i1 I& F考虑到硬件系统要求电源具有稳压功能和纹波小等特点,
( [& {0 G" K1 e1 E h另外也考虑到硬件系统的低功耗等特点，因此该硬件系! x4 v, u* b ?2 C" S
统的3.3V电源部分采用TI公司的TPS76033芯片实现[2].4 D7 `' S" i5 @: U& I, V
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附件下载：
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发表于 2020-3-19 09:25
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