基于MCU的智能流量監控系統設計

4 功能電路

信號的測量只是流量監控的前期工作，要實(shí)現流量監控的智能化就要設計功能完整的電路，完成數據A/D轉化、根據數學(xué)模型進(jìn)行控制處理、參數設置及結果顯示、打印及輸出等。

4.1 系統電源

為了減輕系統硬件重量和體積，同時(shí)綜合考慮系統對電源的要求，需要雙5V電源供電。對硬件電路參數分析，經(jīng)計算選用+5V(1A)， -5V(200mA)非對稱(chēng)高頻電源模塊HAW6-220D5F。其轉換效率典型值為80%;開(kāi)關(guān)頻率100KHz;具有保護(過(guò)壓，過(guò)流，過(guò)熱，短路保護)和自恢復功能。

4.2 打印接口和輸出

另外系統根據設計要求設計了打印機接口和輸出接口。打印機接口采用RS232協(xié)議，可外接一個(gè)微型打印機。變送輸出采用一般的數模轉換器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、轉換控制容易等優(yōu)點(diǎn)而應用廣泛。采用DAC0832輸出0-l 0mA、4-20mA， 0-5V， 1-5V信號。當需要輸出信號為電壓信號時(shí)，可將電流短路環(huán)短接。

4.3鍵盤(pán)與顯示

在流量監控系統中由于要顯示的數據位數較多，而單片機要實(shí)時(shí)的采集和處理現場(chǎng)數據，因此顯示不能占用太多單片機的時(shí)間;同時(shí)系統的參數輸入需要通過(guò)按鍵來(lái)實(shí)現，這就要求設計鍵盤(pán)和顯示電路。系統中采用專(zhuān)門(mén)的顯示驅動(dòng)電路ZLG7289來(lái)驅動(dòng)共陰極數碼管，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，訪(fǎng)問(wèn)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)一步可以節省單片機查詢(xún)按鍵的時(shí)間，而且為處理按鍵帶來(lái)了極大的方便。

4.4 日歷時(shí)鐘電路

為了使系統能夠記錄發(fā)生的意外事件時(shí)間和打印當前時(shí)間下的累積流量和各種補償參數值，我們設計了時(shí)鐘芯片電路。時(shí)鐘芯片采用Philips公司的PCF8583， PCF8583是內含I2C總線(xiàn)接口功能的具有極低功耗的多功能日歷/時(shí)鐘芯片，該芯片和單片機之間采用串行方式傳輸數據，另外該芯片提供256字節的RAM單元。

本文作者創(chuàng )新點(diǎn):

在本系統的硬件電路的設計中，本著(zhù)模塊化的設計思想，設計了模擬信號采集處理電路，信號A/D轉換電路，程序下載升級電路，顯示和鍵盤(pán)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的ISP特性，使得系統開(kāi)發(fā)完全擺脫了編程器，系統開(kāi)發(fā)效率明顯提高，系統開(kāi)發(fā)成本降低。