基于MCU的智能流量監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4 功能電路

信號(hào)的測(cè)量只是流量監(jiān)控的前期工作，要實(shí)現(xiàn)流量監(jiān)控的智能化就要設(shè)計(jì)功能完整的電路，完成數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)化、根據(jù)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行控制處理、參數(shù)設(shè)置及結(jié)果顯示、打印及輸出等。

4.1 系統(tǒng)電源

為了減輕系統(tǒng)硬件重量和體積，同時(shí)綜合考慮系統(tǒng)對(duì)電源的要求，需要雙5V電源供電。對(duì)硬件電路參數(shù)分析，經(jīng)計(jì)算選用+5V(1A)， -5V(200mA)非對(duì)稱高頻電源模塊HAW6-220D5F。其轉(zhuǎn)換效率典型值為80%;開關(guān)頻率100KHz;具有保護(hù)(過壓，過流，過熱，短路保護(hù))和自恢復(fù)功能。

4.2 打印接口和輸出

另外系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)了打印機(jī)接口和輸出接口。打印機(jī)接口采用RS232協(xié)議，可外接一個(gè)微型打印機(jī)。變送輸出采用一般的數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832，該芯片與微處理器完全兼容，具有8位分辨率。該芯片以其價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用廣泛。采用DAC0832輸出0-l 0mA、4-20mA， 0-5V， 1-5V信號(hào)。當(dāng)需要輸出信號(hào)為電壓信號(hào)時(shí)，可將電流短路環(huán)短接。

4.3鍵盤與顯示

在流量監(jiān)控系統(tǒng)中由于要顯示的數(shù)據(jù)位數(shù)較多，而單片機(jī)要實(shí)時(shí)的采集和處理現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，因此顯示不能占用太多單片機(jī)的時(shí)間;同時(shí)系統(tǒng)的參數(shù)輸入需要通過按鍵來實(shí)現(xiàn)，這就要求設(shè)計(jì)鍵盤和顯示電路。系統(tǒng)中采用專門的顯示驅(qū)動(dòng)電路ZLG7289來驅(qū)動(dòng)共陰極數(shù)碼管，該芯片同時(shí)也可以接64個(gè)按鍵，如果有鍵按下，那么該芯片會(huì)輸出中斷信號(hào)，訪問該芯片則會(huì)得到一個(gè)編碼好的按鍵值，這樣就可以進(jìn)一步可以節(jié)省單片機(jī)查詢按鍵的時(shí)間，而且為處理按鍵帶來了極大的方便。

4.4 日歷時(shí)鐘電路

為了使系統(tǒng)能夠記錄發(fā)生的意外事件時(shí)間和打印當(dāng)前時(shí)間下的累積流量和各種補(bǔ)償參數(shù)值，我們?cè)O(shè)計(jì)了時(shí)鐘芯片電路。時(shí)鐘芯片采用Philips公司的PCF8583， PCF8583是內(nèi)含I2C總線接口功能的具有極低功耗的多功能日歷/時(shí)鐘芯片，該芯片和單片機(jī)之間采用串行方式傳輸數(shù)據(jù)，另外該芯片提供256字節(jié)的RAM單元。

本文作者創(chuàng)新點(diǎn):

在本系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計(jì)中，本著模塊化的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)了模擬信號(hào)采集處理電路，信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換電路，程序下載升級(jí)電路，顯示和鍵盤電路，日歷時(shí)鐘電路，打印及輸出電路，各個(gè)電路之間自成體系，同時(shí)又相互關(guān)聯(lián)。程序下載電路利用單片機(jī)的ISP特性，使得系統(tǒng)開發(fā)完全擺脫了編程器，系統(tǒng)開發(fā)效率明顯提高，系統(tǒng)開發(fā)成本降低。