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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5 c, x. k E& J. j
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) e# b6 @! I W
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
& ?% A) p: v& `. k/ z/ @( @5 v9 R期设计月的。
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) C2 z% D1 w# ]) g1 D! Y, M关键词:现场总线通信:单片机;智能电磁流量计. {+ Q2 O6 L1 G8 z# L7 e- n
8 r5 J" W6 U( z- k1 K+ ~, u) O8 b+ _
0引言$ I; C$ N- T. G/ R7 v
当今现场总线技术的发展日新月异，应用领域也日; b s5 F8 _" |$ F- j4 o$ Z
趋广泛，从家庭、能源、楼宇，到工业现场。为了适应
; k d' Y( \( W7 r' C1 }! j: Q市场的需要，国内外各大公司纷纷推出新一代的、各具/ h" |& h$ R" y* D, m
特色的智能化流量仪表，其中结合现场总线技术的智能
7 d2 P7 }5 }0 }$ ~电磁流量计的开发尤为引人注日。PROFIBUS作为月前主9 }+ R# K! g2 t8 ^1 V& n
流总线之一，包括三种类型: DP、 PA和FMS。这三种类型
0 I, u r: Y' O+ M$ t0 A0 W, n均使用统一的总线访问协议，其中PROFIBUS-+ \: L2 l$ |2 \) |
DP (decentralized periphery) 采用经过优化的高速、廉/ n/ ~3 w4 ~# M" @" f4 c
价通信连接，专为自动控制系统和设备级的分散I/0之间1 `) Y" n/ O$ {4 t8 r+ R
通信设计，能满足分布式控制系统的实时性、稳定性和* I' o3 [3 x' \3 G
可靠性要求。随着PROFIBUS-DP 系统应用领域的日益扩大,
- |6 v; \/ X9 I% e用户及研究部门都有自主研发或特殊调试的需求，下面
- O7 X$ Y& K. J$ V% ?7 R将介绍结合智能化技术与现场总线技术，开发带. ^7 d! B* I6 S) g( T4 m
PROFIBUS-DP接口的智能电磁流量计。
4 c& ~( U) O) {1系统总体设计. e6 X' O @! z% x' \
常用现场仪表系统的处理任务简单，往往使用一个
' x8 G) B, g: S( oCPU加一系列外围辅助电路就能达到相应的目标功能。采
4 V- N. D7 u& j/ v/ M6 a用双CPU可以根据系统的总体功能要求进行合理的分工,
* L; h/ Y- S: P7 j% B; u, r各自完成不同的控制和处理功能，可以适当地简化硬件
; o1 \/ P" |9 n$ t6 r5 c' k电路和软件资源的分配，设计相对独立,程序的修改和# c7 f* F. y6 K
移植也变得容易[1]。此系统采用了双CPU设计，如图1所' K9 ~! P/ i) z
示。16位单片机MSP430F149是电磁流量计的核心部件,
$ X( p& Q1 T7 P, N$ b实现信号的采集处理、LCD显示、存储及与8位单片机4 b9 ^; R8 D9 U) p! G
PICI8F4520进行数据交换。PIC18F4520和PROFIBUS现场5 F, d Q2 e* F( S; v% P/ B1 b% c9 T
总线专用协议芯片SPC3是PROFIBUS DP接口部分的核心部
4 [9 p) U: a8 F0 z# S& ]件。PIC18F4520负责与MSP430F149交换数据及与SPC3通
) y. c+ L) s1 M( A信等功能的实现，SPC3 负责把主站送来的数据拆包，送
4 S, h0 ]) u) @ Q# M, X往PIC18F4520，同时把PIC18F4520送 来的数据打包，上2 H6 O) }4 k+ H, g. j
传给主站。% ~1 C2 R( H X" X. T, J
! H% [. p5 A5 w3 i# p9 H
2系统硬件设计
5 `3 q% @. q9 J3 v$ S如图1所示，电磁流量计的硬件部分主要由传感器、
$ K! e0 v# u/ I7 G0 F" A0 H电源系统、信号处理电路、励磁电路、单片机系统和总
( P4 i; ^0 ]1 C. i线接口电路组成。
% [+ S8 c4 y) e2.1传感器及电源系统% q- q: n, M Y9 e3 R# u9 v X
传感器直接由厂家制作，在此不再赘述。本系统所5 [. h! \5 e1 I! j6 B( P) ]2 \1 L
用电源电压种类不一，特别设计流量计专用电源系统。% Q; B# ?% R7 e4 H. y. H/ U- }( d5 Z/ X
整个系统采用5V供电，而MSP430F 149采用3.3V电压供电。2 G' Q- Q; W- w8 |- f$ a2 x
考虑到硬件系统要求电源具有稳压功能和纹波小等特点,
. o, U$ E" C! L! `9 `8 I1 y另外也考虑到硬件系统的低功耗等特点，因此该硬件系
: A; w9 _' n' ]统的3.3V电源部分采用TI公司的TPS76033芯片实现[2].' l& ]2 r% v' n' Y
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7 ~9 j6 ?1 q' [7 d9 P: Z% X F附件下载：
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发表于 2020-3-19 09:25
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