基于AT89S52的水情遙測終端設計與實現(xiàn)

2．2 通信接口電路設計
遙測終端的最終目標是將采集的水情數(shù)據(jù)處理成幀，利用無線數(shù)傳電臺進行遠距離傳輸后傳送至中心站。使用RS-232作為與電臺連接的接口，它亦可連接SMS／GSM、GPRS等通信模塊，以滿足不同應用環(huán)境下的需求，提高了系統(tǒng)的通用性。
調(diào)制解調(diào)采用全雙工低速MODEM芯片MC145442，它含有完整的頻率變換調(diào)變(FSK)調(diào)制器、解調(diào)器和濾波器，提供300波特率的FSK信號的雙向數(shù)據(jù)傳輸，支持呼叫模式和應答模式。通信接口電路結構如圖4所示，串口電平轉換使用MAX232芯片，MC145442的RXD、TXD、RXA1／RXA 2、TXA端口分別為數(shù)據(jù)接收端、數(shù)據(jù)發(fā)送端、載波接收端和載波發(fā)送端。

2．3 人機接口電路設計
為體現(xiàn)系統(tǒng)友好的人機接口界面，便于輸入和顯示控制參數(shù)等，采用1602字符型液晶顯示模塊作為輸出顯示器件。1602顯示模塊內(nèi)置控制驅動器HD44780，顯示和驅動工作均由此控制器和外圍電路完成。配置4x4鍵盤，負責快速、準確、方便地設置參數(shù)和實現(xiàn)各種控制功能。鍵盤直接由P1口的高、低字節(jié)構成，采用中斷輸出，即列線連接與門器件接外部中斷1，置行線和列線分別為高電平和低電平，當有鍵按下時，電路輸出低電平，觸發(fā)中斷后進入中斷例程，判斷哪個鍵被按下。
2．4 其他擴展電路
本系統(tǒng)選用低功耗的CMOS AT24C08芯片作為擴充存儲器，該芯片是帶有I2C總線接口的8 kB的串行EEPROM，電路上將P2．3、P2．4與SCL和SDA相連。該存儲器中保存設置參數(shù)、歷史水情數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)采集的時間標記，用戶可通過按鍵進行顯示、查閱。
數(shù)據(jù)采集的時間標記和報平安時間間隔計算則采用DS1302實時時鐘芯片來實現(xiàn)。DS1302提供年、月、周、日、時、秒的數(shù)據(jù)信息，采用SPI與CPU進行通信，接口簡單，只需RST復位、I／O數(shù)據(jù)線、SCLK串行時鐘線分別于P2．5、P2．6、P2．7相連。
遙測終端安裝在野外，沒有持續(xù)的電力供給，為實現(xiàn)長期無人值守環(huán)境下的自動監(jiān)測，采用20 W／12 V的太陽能板和蓄電池供電系統(tǒng)。

3 系統(tǒng)軟件設計
遙測終端實現(xiàn)的主要功能有：根據(jù)規(guī)約(產(chǎn)生1 mm雨量：水位每變化1 cm，且滿足時間間隔5 min)采集各種傳感器數(shù)據(jù)和電源狀態(tài)參數(shù)信息，并進行存儲和發(fā)送；無參數(shù)發(fā)送時終端處于值守狀態(tài)下，按自報周期(缺省值為8 h)向中心站全量發(fā)送數(shù)據(jù)，以指示遙測站正常工作，實現(xiàn)報平安功能：招報方式下，響應中心站的數(shù)據(jù)要求指令，采集各種數(shù)據(jù)并全量發(fā)送：響應鍵盤指令，接收和更新參數(shù)的設置與修改，動態(tài)顯示水情數(shù)據(jù)、終端狀態(tài)信息等；通話功能，工作人員可現(xiàn)場通過電臺與中繼站或中心站聯(lián)系，為指揮調(diào)度、現(xiàn)場維護提供話務功能。