带PROFIBUS-DP接口的智能电磁流量计的开发

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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
) g  i0 N, v1 ?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
8 J! m2 {8 }+ W7 t- a* C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。
5 D; N- c1 Z. }
关键词:现场总线通信:单片机;智能电磁流量计
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0引言
; ~; K6 N& l  v& [& c$ F; W7 b当今现场总线技术的发展日新月异，应用领域也日
. R% q' K  {" z7 ^$ D趋广泛，从家庭、能源、楼宇，到工业现场。为了适应
0 M7 z# G* Z% A$ o* {. ?5 M' x: ~市场的需要，国内外各大公司纷纷推出新一代的、各具
特色的智能化流量仪表，其中结合现场总线技术的智能
2 F9 i1 q! }  s( K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
均使用统一的总线访问协议，其中PROFIBUS-
, d  z! t+ w' \% ^  lDP (decentralized periphery) 采用经过优化的高速、廉
价通信连接，专为自动控制系统和设备级的分散I/0之间
4 J6 a7 M9 a* ]9 Y通信设计，能满足分布式控制系统的实时性、稳定性和
可靠性要求。随着PROFIBUS-DP 系统应用领域的日益扩大,
6 r! ?$ ?2 |: X1 y用户及研究部门都有自主研发或特殊调试的需求，下面
  t( t- v0 ?7 `: i' K; u将介绍结合智能化技术与现场总线技术，开发带
PROFIBUS-DP接口的智能电磁流量计。
1系统总体设计
' I8 c9 `7 T  f6 d常用现场仪表系统的处理任务简单，往往使用一个
* L  e+ d" z# X, e* Q/ FCPU加一系列外围辅助电路就能达到相应的目标功能。采
4 K8 N6 |4 @8 n& d用双CPU可以根据系统的总体功能要求进行合理的分工,
/ r" `, Q( a8 N. }! L各自完成不同的控制和处理功能，可以适当地简化硬件
' x. n* E. Y# f7 ^5 l: z- }电路和软件资源的分配，设计相对独立,程序的修改和
5 m3 Z1 u) _( X  a移植也变得容易[1]。此系统采用了双CPU设计，如图1所
$ X- f+ S; t1 g: n示。16位单片机MSP430F149是电磁流量计的核心部件,
# A5 x6 f9 \1 D5 n实现信号的采集处理、LCD显示、存储及与8位单片机
PICI8F4520进行数据交换。PIC18F4520和PROFIBUS现场
8 h6 {& ^5 |  {7 D1 I总线专用协议芯片SPC3是PROFIBUS DP接口部分的核心部
件。PIC18F4520负责与MSP430F149交换数据及与SPC3通
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。

" u3 l2 X  ]8 `5 E+ S3 T7 ]5 s( L2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、
' @4 s; W, J2 j3 |+ y1 b% K电源系统、信号处理电路、励磁电路、单片机系统和总
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,
另外也考虑到硬件系统的低功耗等特点，因此该硬件系
8 C5 z4 G6 X* a' k1 d) E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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