带PROFIBUS-DP接口的智能电磁流量计的开发

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, \, ?$ i3 Z2 B1 }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
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
4 N! I3 ~: T% L. 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
期设计月的。

关键词:现场总线通信:单片机;智能电磁流量计
. D; U! ]+ ^5 b/ R6 y2 j0 T
  n. c3 d5 V) o' G; S0引言
  a- [' R, J! I+ n) @2 P当今现场总线技术的发展日新月异，应用领域也日
" ?. |' \. e/ E" R趋广泛，从家庭、能源、楼宇，到工业现场。为了适应
市场的需要，国内外各大公司纷纷推出新一代的、各具
' A; O3 N1 ]. n, g3 T7 B% K7 u特色的智能化流量仪表，其中结合现场总线技术的智能
* l+ V: R( x2 R电磁流量计的开发尤为引人注日。PROFIBUS作为月前主
流总线之一，包括三种类型: DP、 PA和FMS。这三种类型
, j* c- T2 S1 Z  r- Q! ?均使用统一的总线访问协议，其中PROFIBUS-
9 u* L$ V" F# |( c! B/ F/ o+ B/ LDP (decentralized periphery) 采用经过优化的高速、廉
% Y$ W; T: o) ^8 r价通信连接，专为自动控制系统和设备级的分散I/0之间
通信设计，能满足分布式控制系统的实时性、稳定性和
: p7 c$ l+ w2 t" I8 l可靠性要求。随着PROFIBUS-DP 系统应用领域的日益扩大,
9 I2 |8 F3 G+ w8 ?用户及研究部门都有自主研发或特殊调试的需求，下面
将介绍结合智能化技术与现场总线技术，开发带
, l/ G9 M0 h! C9 G2 sPROFIBUS-DP接口的智能电磁流量计。
1系统总体设计
常用现场仪表系统的处理任务简单，往往使用一个
( f4 v/ @+ e$ X9 @0 Z) PCPU加一系列外围辅助电路就能达到相应的目标功能。采
用双CPU可以根据系统的总体功能要求进行合理的分工,
( S) s0 \3 e4 ^: f. r各自完成不同的控制和处理功能，可以适当地简化硬件
$ [) j0 ~/ E: B& p. r电路和软件资源的分配，设计相对独立,程序的修改和
移植也变得容易[1]。此系统采用了双CPU设计，如图1所
1 v& b: z1 P0 n" F示。16位单片机MSP430F149是电磁流量计的核心部件,
! V% o4 J0 @* |1 X- {- y: W& d实现信号的采集处理、LCD显示、存储及与8位单片机
9 H5 d- p0 z; t, }# m$ jPICI8F4520进行数据交换。PIC18F4520和PROFIBUS现场
/ E4 X8 W  Y; m3 o总线专用协议芯片SPC3是PROFIBUS DP接口部分的核心部
2 {5 v+ s; f+ w" N% F) @. g' v件。PIC18F4520负责与MSP430F149交换数据及与SPC3通
0 b, c, S4 H6 s6 t% D  W信等功能的实现，SPC3 负责把主站送来的数据拆包，送
往PIC18F4520，同时把PIC18F4520送 来的数据打包，上
传给主站。
5 l) v  t  A& k  x, o
2系统硬件设计
如图1所示，电磁流量计的硬件部分主要由传感器、
电源系统、信号处理电路、励磁电路、单片机系统和总
/ B( [" Y- B$ s: r( Q- L# F, _+ ?' B线接口电路组成。
2.1传感器及电源系统
传感器直接由厂家制作，在此不再赘述。本系统所
用电源电压种类不一，特别设计流量计专用电源系统。
整个系统采用5V供电，而MSP430F 149采用3.3V电压供电。
考虑到硬件系统要求电源具有稳压功能和纹波小等特点,
% G( R6 q) h! L! k; N/ V另外也考虑到硬件系统的低功耗等特点，因此该硬件系
* i& o8 I- B6 H4 W, P统的3.3V电源部分采用TI公司的TPS76033芯片实现[2].


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一盆绿箩

16位单片机MSP430F149是电磁流量计的核心部件

我是小蜜蜂

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