基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線壓力測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4、FF總線PC接口卡的設(shè)計(jì)

　　上位PC機(jī)與FF現(xiàn)場(chǎng)總線無(wú)法直接相連而實(shí)現(xiàn)它們之間的信息交換，所以必須設(shè)計(jì)FF總線PC接口卡來(lái)滿足它們之間互相通信的要求。圖3即為本部分的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖，它主要由雙口RAM芯片IDT7142、單片機(jī)INTEL80188、通信控制芯片FB3050和媒體訪問(wèn)子層四個(gè)

　　部分構(gòu)成。本部分設(shè)計(jì)采用嵌入式控制中最常見(jiàn)的INTEL80188CPU作為接口卡上的CPU，INTEL80188提供20條地址總線，存儲(chǔ)器尋址空間為1MB，I/O最大尋址空間為64KB（16位地址線），片內(nèi)還集成了一套中斷控制器、兩路DMA控制器、三個(gè)16位定時(shí)器、六條可編程的存儲(chǔ)器片選線、七條可編程的I/O接口片選線，對(duì)嵌入式控制線路的設(shè)計(jì)非常方便。在接口卡CPU與PC機(jī)CPU通信方面采用的是雙口RAM方式，因?yàn)檫@種方式可使兩邊的CPU在數(shù)據(jù)塊級(jí)同步。

5、媒體訪問(wèn)單元的設(shè)計(jì)

　　媒體訪問(wèn)單元（MAU）是FF智能壓力變送器和上位PC機(jī)能否實(shí)現(xiàn)正常通信的重要組成部分，它的功能是發(fā)送和接收符合FF規(guī)范的物理信號(hào)。其中FF總線信號(hào)的接收部分工作原理為：FF總線信號(hào)經(jīng)過(guò)三繞組變壓器傳送給由運(yùn)放OP439構(gòu)成10～40KHZ的帶通濾波器進(jìn)行濾波處理，然后處理過(guò)后的信號(hào)傳送給由運(yùn)放OP942構(gòu)成的電壓比較器來(lái)完成信號(hào)整形，比較器整形后輸出一個(gè)比較干凈的數(shù)字信號(hào)給FB3050的PI_PHPDU引腳，這樣就完成了對(duì)FF總線信號(hào)的接收。而需要發(fā)送的信號(hào)則是通過(guò)由四個(gè)74HC126差分驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成的總線驅(qū)動(dòng)發(fā)送到FF總線上去的。四個(gè)74HC126分成兩組，每組內(nèi)的兩個(gè)74HC126的輸入端連接在一起，然后兩組的輸入端由反向器相連接后接FB3050的PO_PHPDU引腳，而四個(gè)74HC126的允許端全部連接在一起后接FB3050的控制信號(hào)PO_TACT信號(hào)。還有，圖4中的電容C1和C2是為了隔直而使用的，R1和C3構(gòu)成終端匹配器，R9、R10是限流電阻。

6、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要由相同設(shè)計(jì)思想的兩個(gè)部分組成：上位PC機(jī)與基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線之間通信系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)和FF智能壓力變送器與基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線之間通信系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。在這里我就以上位PC機(jī)與基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線之間通信系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)為例說(shuō)明此系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。本部分設(shè)計(jì)的主要思路是：當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)總線上有信號(hào)時(shí)，信號(hào)先通過(guò)媒體訪問(wèn)單元由FB3050接收并傳送給PC接口卡上的接收緩沖區(qū)，然后通過(guò)INTEL80188進(jìn)行選擇后再通過(guò)PC_ISA總線接口傳送給PC機(jī)應(yīng)用程序處理;反之，上位PC機(jī)需要發(fā)送控制信息時(shí)則是通過(guò)相反的方式進(jìn)行發(fā)送。具體的軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如圖5。

7、結(jié)束語(yǔ)

　　隨著各種現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的越來(lái)越成熟，它們的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，而現(xiàn)在所使用的DCS也將逐步為FCS所替代。作為幾種比較有影響力總線協(xié)議的FF總線更是凸現(xiàn)它的優(yōu)勢(shì),所以基于FF總線技術(shù)的測(cè)量系統(tǒng)也將越來(lái)越被人們所青睞，這個(gè)方面研究也就非常有價(jià)值。

　　本文作者創(chuàng)新點(diǎn)在于將FF現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議規(guī)范融合到儀器儀表的設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)了總線上的壓力變送器與上位控制計(jì)算機(jī)之間的全數(shù)字通信，代替了其他一些總線中模擬信號(hào)的存在，降低了受干擾的幾率，大大提高了總線上傳輸?shù)目煽啃?，讓整套壓力測(cè)量系統(tǒng)適應(yīng)更加惡劣的測(cè)量環(huán)境，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。