基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)壓力測量系統的設計

　　基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)（FF）系統是把具備通信能力，同時(shí)具有控制、測量等功能的現場(chǎng)設備作為節點(diǎn)，通過(guò)總線(xiàn)把它們互聯(lián)為網(wǎng)絡(luò )。通過(guò)各節點(diǎn)儀器儀表間的操作參數與數據調用，實(shí)現信息共享和系統的各項自動(dòng)化功能，形成網(wǎng)絡(luò )集成自動(dòng)化系統。FF總線(xiàn)作為控制現場(chǎng)的最底層通信網(wǎng)絡(luò )可以通過(guò)符合FF總線(xiàn)協(xié)議的通訊接口卡將其與工廠(chǎng)管理層的網(wǎng)絡(luò )掛接，實(shí)現生產(chǎn)現場(chǎng)的運行和控制信息與控制室、辦公室的管理指揮信息的溝通和一體化，構成一套完整的工業(yè)控制信息網(wǎng)絡(luò )系統。

2、FF壓力測量系統的總體設計

　　本文設計的是一套完整的FF壓力測量系統。它不僅設計了符合FF協(xié)議的智能壓力變送器，而且設計了用來(lái)實(shí)現FF總線(xiàn)智能壓力變送器與上位機通訊的FF總線(xiàn)PC接口卡，由系統中的FF總線(xiàn)連接，形成了一套完整的FF總線(xiàn)壓力測量系統。具體的系統框圖如圖1所示：

　　本系統的工作原理如下：FF總線(xiàn)智能壓力變送器將測得的壓力信號轉化為符合基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)數字信號傳送到FF總線(xiàn)上，通過(guò)FF總線(xiàn)信號被FF總線(xiàn)PC接口卡接收，FF總線(xiàn)PC接口卡將接收到的信號轉化為符合PC_ISA總線(xiàn)的信號，然后通過(guò)PC_ISA總線(xiàn)傳送到

　　上位PC機;相對應，上位PC機的控制信號則是通過(guò)對稱(chēng)的方式傳送到FF智能壓力變送器來(lái)實(shí)現對變送器的操作。

3、FF總線(xiàn)智能壓力變送器的設計

　　FF總線(xiàn)智能壓力變送器主要由傳感器與輸入電路、通信接口和媒體訪(fǎng)問(wèn)單元三部分構成，其中的通信接口的設計是重點(diǎn)方面。本部分設計采用美國德州儀器公司（TI）的集成多路24位A/D轉換器的MSC1210微處理器和SMAR公司的基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)通信控制芯片FB3050來(lái)研制FF智能壓力變送器，完成對液體或氣體壓力參數的高精度數據采集、處理，并通過(guò)FF總線(xiàn)進(jìn)行可靠的全數字數據通信。

　　本部分的具體構成及連接方式如圖2所示。下面簡(jiǎn)單介紹一下這部分的工作原理，首先壓力傳感器在恒流源的驅動(dòng)下采集壓力信號并將采集到的mv信號通過(guò)由MSC1210模擬輸入通道AIN0和AIN1組成的差分輸入通道傳送給微處理器進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)MSC1210處理之后的信號再通過(guò)FB3050和MAU進(jìn)行與總線(xiàn)通信。通信接口設計是本部分的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在，具體的設計方法如下：由于FB3050的接口設計上已經(jīng)充分考慮了與Intel系列CPU接口問(wèn)題，因此MSC1210的數據地址總線(xiàn)可以直接與FB3050的數據地址總線(xiàn)相連接，但必須輸出一個(gè)高電平信號到PI_MODE，表示選用的是Intel系列CPU。MSC1210具有數據/地址復用端口P0，同時(shí)FB3050也支持數據/地址復用，所以無(wú)需外接地址鎖存器電路。具體的連接方法是：MSC1210的P0.0～P0.7與FB3050的8位CPU數據總線(xiàn)PB_CDATA[0:7]對應相連接，同時(shí)輸出一個(gè)高電平給FB3050的PI_MUXON表示使用的是地址/數據復合總線(xiàn)，并且將MSC1210的地址鎖存信號輸出腳ALE與FB3050的地址鎖存信號輸入腳PI_CAS相連接。MSC1210地址總線(xiàn)的高8位輸出P2端口與FB3050的16位CPU地址總線(xiàn)PI_ADDR的15～8腳對應相連。由于使用了地址/數據復用總線(xiàn)，因此FB3050的16位CPU總線(xiàn)的7～0腳需要與地相連接。FB3050的中斷輸出、MSC1210的外部中斷輸入均為低電平有效，所以直接相連即可完成中斷請求的要求。MSC1210的時(shí)鐘輸出信號直接可以作為FB3050的系統時(shí)鐘輸入。具體的連接如圖2所示，這樣MSC1210與FB3050之間的數據和控制信息的通信就得到了解決，也就完成了通信接口的設計。