基于多處理器技術(shù)的渦街流量計

0 引言
渦街流量計因其介質(zhì)適應性強、無(wú)可動(dòng)部件、結構簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在許多行業(yè)得到了廣泛應用。傳統渦街流量計采用模擬信號處理方法，抗干擾能力差，且一般采用4～20mA的模擬量輸出，因此不能滿(mǎn)足當今現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展和分布式控制系統實(shí)時(shí)性、穩定性、可靠性的要求。
針對渦街流量計在低流速測量和信號輸出方面存在的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了基于多處理器技術(shù)的帶PROFIBUS-DP接口的渦街流量計。

1 系統總體設計
系統的總體設計從抗干擾、低功耗和帶總線(xiàn)接口三個(gè)角度出發(fā)，主要分為四大部分：模擬信號預處理電路、控制及傳輸電路、數字信號處理電路和PROFIBUS-DP接口電路。系統基本結構如圖1所示。基于單片機和DSP相結合的雙核技術(shù)，可以充分發(fā)揮 MSP430強大的控制功能和DSP強大的數據處理能力，來(lái)解決渦街流量計的抗干擾問(wèn)題，提高系統的實(shí)時(shí)性和可靠性。選用同類(lèi)產(chǎn)品中超低功耗型號的DSP 和單片機，低功耗的系統外圍芯片；充分利用MSP430單片機的高集成度和DSP的HPI接口的強大功能，省去需要外接的12位A／D和用于存放DSP程序的Flash ROM，降低系統的功耗。SPC3集成了PROFIBUS-DP物理層和數據鏈路層的完整協(xié)議，為渦街流量計的總線(xiàn)接口提供了廉價(jià)的配置方案。整個(gè)系統實(shí)現簡(jiǎn)單、方便，既節約了成本，又縮小了體積。

2 系統硬件設計
2．1 模擬信號預處理電路
模擬信號預處理電路包括電荷放大器、差動(dòng)放大器和抗混迭濾波器。模擬信號預處理電路通過(guò)以運算放大器為主體的模擬電路對采集到的電荷信號進(jìn)行三方面的處理：通過(guò)輸入級的電荷放大器將渦街傳感器壓電檢測元件輸出的交變電荷信號轉換為電壓信號；通過(guò)差動(dòng)放大器和其它級電路的放大功能實(shí)現交變信號的幅值放大；通過(guò)抗混迭濾波器實(shí)現信號ADC(模數轉換)之前的抗混迭濾波。