基于A(yíng)T89S52的水情遙測終端設計與實(shí)現

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據處理成幀，利用無(wú)線(xiàn)數傳電臺進(jìn)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(mǎn)足不同應用環(huán)境下的需求，提高了系統的通用性。
調制解調采用全雙工低速MODEM芯片MC145442，它含有完整的頻率變換調變(FSK)調制器、解調器和濾波器，提供300波特率的FSK信號的雙向數據傳輸，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端口分別為數據接收端、數據發(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
為體現系統友好的人機接口界面，便于輸入和顯示控制參數等，采用1602字符型液晶顯示模塊作為輸出顯示器件。1602顯示模塊內置控制驅動(dòng)器HD44780，顯示和驅動(dòng)工作均由此控制器和外圍電路完成。配置4x4鍵盤(pán)，負責快速、準確、方便地設置參數和實(shí)現各種控制功能。鍵盤(pán)直接由P1口的高、低字節構成，采用中斷輸出，即列線(xiàn)連接與門(mén)器件接外部中斷1，置行線(xiàn)和列線(xiàn)分別為高電平和低電平，當有鍵按下時(shí)，電路輸出低電平，觸發(fā)中斷后進(jìn)入中斷例程，判斷哪個(gè)鍵被按下。
2．4 其他擴展電路
本系統選用低功耗的CMOS AT24C08芯片作為擴充存儲器，該芯片是帶有I2C總線(xiàn)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、歷史水情數據和數據采集的時(shí)間標記，用戶(hù)可通過(guò)按鍵進(jìn)行顯示、查閱。
數據采集的時(shí)間標記和報平安時(shí)間間隔計算則采用DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片來(lái)實(shí)現。DS1302提供年、月、周、日、時(shí)、秒的數據信息，采用SPI與CPU進(jìn)行通信，接口簡(jiǎn)單，只需RST復位、I／O數據線(xiàn)、SCLK串行時(shí)鐘線(xiàn)分別于P2．5、P2．6、P2．7相連。
遙測終端安裝在野外，沒(méi)有持續的電力供給，為實(shí)現長(cháng)期無(wú)人值守環(huán)境下的自動(dòng)監測，采用20 W／12 V的太陽(yáng)能板和蓄電池供電系統。

3 系統軟件設計
遙測終端實(shí)現的主要功能有：根據規約(產(chǎn)生1 mm雨量：水位每變化1 cm，且滿(mǎn)足時(shí)間間隔5 min)采集各種傳感器數據和電源狀態(tài)參數信息，并進(jìn)行存儲和發(fā)送；無(wú)參數發(fā)送時(shí)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)送數據，以指示遙測站正常工作，實(shí)現報平安功能：招報方式下，響應中心站的數據要求指令，采集各種數據并全量發(fā)送：響應鍵盤(pán)指令，接收和更新參數的設置與修改，動(dòng)態(tài)顯示水情數據、終端狀態(tài)信息等；通話(huà)功能，工作人員可現場(chǎng)通過(guò)電臺與中繼站或中心站聯(lián)系，為指揮調度、現場(chǎng)維護提供話(huà)務(wù)功能。