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发布日期:2024-11-15 14:37:01阅读: 次
1章节现在,世界于是以从工业化、机械化时代踏入信息化时代。仪器仪表作为一种信息工具,起着不可或缺的信息源的起到。由于信息源必需准确无误或最大限度的少误,所以现代仪器仪表都莫不使用多种技术形式综合构建,在高新技术发展的信息化时代,仪器仪表几乎是现代化的综合因素之一。本文所设计的基于低功耗单片机的智能综合仪表是基于智能化、数字化、网络化新一代智能仪表的设计理念,使用智能调理、灵活总线、工业网络、液晶显示、电子储存技术,综合命令仪表、调节仪表、积算仪表与记录仪表功能,具备低测量控制精度、高可靠性稳定性的特点。
使用高亮度LED背光19264单色图形液晶显示屏,反对2地下通道标准化仿真输出、1地下通道模拟输出和2地下通道的报警输入。本文明确阐述了智能综合仪表的软、硬件设计。2智能综合仪表的硬件结构框图仪表硬件结构框图如图1右图。
其硬件结构主要由电源、24V配电输入、标准化信号输出、模拟信号输入、报警输入、液晶显示模块、按键模块、外部存储器模块、动态时钟、RS485通信接口这九个部分构成。3智能综合仪表的硬件详细设计智能综合仪表以MSP430F149作为主处置芯片。MSP430F149是一种低功耗的单片机,非常适合作为该仪表的混合信号处理器。
3.1标准化信号输出电路输出信号中有电压信号、电流信号、还有电阻信号,对这些信号都需要展开测量的输出末端,我们称作标准化输出端口,如图2右图。电压信号通过input1和input3输出,测量IN1电压即测出电压信号。
电流信号从input2和input3输出,通过测量IN2和IN3的电压,未知电阻R5的阻值,可获得电流的输出值。测量PT100,PT100以三线制终端。三线制永久磁铁是为了避免因引线长短带给的误差,可由以下算式得,另设引线电阻为r,则:U1=(R+r)I(1)U2=(R+2r)I(2)由公式(3)由此可知PT100的阻值测量只跟U1、U2、I涉及,这样就避免了引线带给的误差,从公式中求得PT100的精度由U1、U2的测量精度。
明确测量方法如下:首先测出U2电压值,未知5V基准和电阻R4,不算得流经PT100的电流量,然后测出U1,才可计算出来获得PT100的阻值。3.2模拟信号输入与图形液晶显示设计智能综合仪表的模拟量输入是工业标准输入4-20mA。要获得4-20mA可以通过1-5SV仿真电压输入通过V-I转换电路获得。
而获得1-5V仿真电压输入大部分是通过数模转换器(DAC)来做的,但是目前许多单片机内部没构建DAC(还包括MSP430F149),即使有些单片机构建了DAC,DAC的精度往往也不低。在高精度的应用于中还是必须外接DAC,似乎这样就减少了成本。但是完全所有的单片机(还包括MSP430F149)都获取定时器或者PWM输入功能。
本仪表就是应用于MSP430F149的PWM输入,经过非常简单的转换电路来构建DAC,这大大降低AO部分的成本、增加了体积,并提升了精度。
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