基于单片机的压力测量控制系统研发

　　3.6 RS-485接口电路

　　本系统中,通讯测量控制系统与各压力测量控制系统属主从式通讯网络,为适合此远距离、多点、干扰大的通讯环境,采用RS-485接口电路。本系统中选用的MAX483接口电路,是由MAXIM生产的专用于RS-485通讯的小功率收发器,含有一个驱动器和一个接收器,其特点是具有减小转换速率的驱动器,可以使EMI(电磁干扰)减到最少,并减少因电缆终端不适当而产生的影响,可以以高达250kb/s的速率无误差地传送数据。

　　3.7 自动复位电路

　　由于压力测量控制系统在井下连续运行,为了防止由于意外干扰引起“死机”,特在压力测量控制系统引入自动复位电路,即看门狗电路。看门狗电路种类很多,为了减少元件个数,本系统选用MAX706。

　　MAX706确保在加电期间复位,并防止掉电或降压情况下微处理器代码执行出错。在加电时一旦 Vcc达到1V,即可保证 输出低电平,当Vcc上升超过复位门限电压时,需经过大约200ms,一个内部定时器才允许 变为当电平。只要VCC降低到复位门限电压以下, 就变为低电平。

　　MAX706看门狗电路还监控微处理器的工作,如果在1.6S内微处理器不触发看门狗输入(WDI)且WDI并非处于三态,WDO将变为低电平。

　　4 压力测量控制系统软件设计

　　压力测量控制系统的程序由主程序和几个子程序组成。子程序主要包括测频率子程序、计算压力子程序、显示数据子程序、串行通讯子程序等。

　　4.1 测频率子程序

　　单片机多倍周期同步法测量的两种情形,本系统选用第二种方法,即固定TM的多倍周期测量法。

　　4.2 计算压力子程序

　　当单片机测完一个信号频率后,取出对应的压力盒常数A, B, f0,由公式

　　计算出压力P(为兆帕)或换算成其他单位的压力值。

　　4.3 显示数据子程序

　　单片机把前面计算出的压力值输出到LCM液晶显示模块显示。LCM液晶显示模块EA-D20040AR的初始化程序如下:

　　START: MOV DPTR, #2000H;置指令寄存器地址

　　MOV A, #38H; 置功能,数据以8位操作,2行显示,5X7点阵

　　MOVX @DPTR, A

　　MOV A, #06H; 置输入模式,设置AC为增量方式,显示屏不移动

　　MOVX @DPTR, A

　　MOV A, #OEH: 置显示开/关控制,显示开,显示光标,闪耀关

　　MOVX @DPTR, A

　　MOV A, #01H; 总清,清除屏幕,置AC地址为零

　　MOVX @DPTR, A

　　RET

　　4.4 压力测量控制系统串行通讯子程序

　　本系统中,各压力测量控制系统与通讯测量控制系统之间属于多机通讯。通讯测量控制系统为主机,各压力测量控制系统为从机。压力机发送数据,通讯测量控制系统接收数据。

　　压力测量控制系统(从机)中断方式通讯程序程序设计思想是:在主程序中设置好与串行通讯接收和中断有关的初始化工作后,等待中断,在收到一帧地址信息后启动中断进入通讯服务程序,在以后的接收或发送通讯中就采用查询方式,直到本次通讯结束,由中断返回到主程序。其中若从机未作好发送准备及出现非法命令等也从中断返回,在主程序中作好准备。主机应重新和从机联络,使从机再次进入串行口中断。

　　本文作者创新点:

　　本文设计的压力测量控制系统以80C51单片机为核心,包括传感器、光耦6N139、数据开关74HC151、点阵式液晶显示模块EA-D20040AR, RS-485接口电路及高效电源电路等。测控系统接收到通讯分机传来的数据采集命令后,采集四通道的压力,传给通讯分机,再由通讯分机传到地面, 实现了快速监测处理和及时反馈信息。

　　参考文献:

　　[1] 唐慧强,孔照林. 基金会现场总线压力测量系统的设计[J]. 微计算机信息, 2007, 6-1: 194-195

　　[2] 邓宏彬. MSC121X系统级单片机原理与应用.第1版,北京:机械工业出版社,2004,1~6

　　[3] 唐慧强. 精密压力变送器的研制.测控技术,1999,6-18:63-64。

　　[4] SensoNor, An In Infineon Technologies Company, Product Specification, SP12 TYRE PRESSURE SENSOR[J],www.infineon.com,2003