基于低功耗单片机的智能综合仪表设计

1 引言

现在，世界正从工业化、机械化时代迈入信息化时代。仪器仪表作为一种信息工具，起着不可或缺的信息源的作用。由于信息源必须准确无误或最大限度的少误，所以现代仪器仪表都无不采用多种技术形式综合集成，在高新技术发展的信息化时代，仪器仪表完全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，采用智能调理、灵巧总线、工业网络、液晶显示、电子储存技术，综合指示仪表、调节仪表、积算仪表与记录仪表功能，具有高测量控制精度、高可靠性稳定性的特点。采用高亮度LED背光192×64单色点阵液晶显示屏，支持2通道通用模拟输入、1通道模拟输出和2通道的报警输出。本文具体论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所示。其硬件结构主要由电源、24V配电输出、通用信号输入、模拟信号输出、报警输出、液晶显示接口、按键接口、外部存储器接口、实时时钟、RS485通信接口这九个部分组成。

图1硬件结构框图

3 智能综合仪表的硬件详细设计

智能综合仪表以MSP430F149作为主处理芯片。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 通用信号输入电路

输入信号中有电压信号、电流信号、还有电阻信号，对这些信号都能够进行测量的输入端，我们称之为“通用输入端口”，如图2所示。电压信号通过 input1和input3输入，测量IN1电压即测得电压信号。电流信号从input2和input3输入，通过测量IN2和IN3的电压，已知电阻 R5的阻值，可得到电流的输入值。测量PT100，PT100以三线制接入。三线制接法是为了消除因引线长短带来的误差，可由以下算式得，设引线电阻为 r，则:

U1 = (R+r) × I (1)

U2 = (R+2r) × I (2)

2 × (1) C (2), 得

(3)