摘要: 基于单片机与通信的数据采集控制系统,对被控对象经过传感器、电压变换电路、模拟/数字转换芯片以及单片机的连接,实现现场参数向单片机的传递,并且通过继电器驱动被控制对象的运行。而单片机以及PC 机之间经过电平转换芯片的连接,实现远程通信。文中设计的系统能够有效地实现被控制对象的多种参数信息的采集,并且将其传递至PC 机端,对相应数据进行处理,同时也能够选择通过PC 机来远程控制被控制对象。 0 前言 在工业控制过程中,需要对被控制对象的实时数据进行采集,并且根据采集数据的实际情况,对其进行实时的监控以及远程的控制,以完成相应的控制任务。在现代工业控制中,对于控制的准确性判断以及控制的实时性和稳定性需求都很高,所以要有一种可以进行数据采集的控制系统,而且这种系统要能够实现多通道、高精度以及大容量的要求。从这个角度来看,文中基于单片机与PC 通信的数据采集控制系统设计研究具有非常重要的现实意义。 1 系统的基本组成 1. 1 系统的基本架构 文中构建的基于单片机与PC 通信的数据采集控制系统基本架构如图1 所示: 图1 系统基本架构框图 如图1 所示,被控对象通过传感器的作用,采集到相应的数据,经过电压转换以及模拟/数字转换之后,向单片机发送,单片机端可以根据数据采集的情况以及预先设置的程序,经过继电器向被控制对象进行具体的操作,同时也可以通过电平转换芯片向PC 机发送采集到的数据。PC 机可以对采集的数据进行存储、处理,也可以根据这些数据来完善控制算法,然后经过电平转换芯片发送控制信号,远程控制被控对象。 1. 2 系统硬件 此次研究中,对于系统的硬件构成主要有几个非常重要的模块。首先是微处理器模块,射频收发模块,这2 个是核心模块,另外的传感器模块、天线和电源管理模块也是硬件构成中的重点。微处理器模块采用的芯片是Atmega128L 低功耗微处理器,这种处理器主要是对数据进行采集,然后进行处理,而且对整个系统的功耗和任务进行控制管理,射频部分为了能够有效进行功耗的控制,所以采用的是比较节能的TI 的CC2420 芯片,这样的设计使得FLASH 存储对于低功耗产品的选择也非常恰当。 传感器部分要根据不同需求进行选择,每种传感器都有独特的温度、压力和流量的传感系统,所以对于一些非电量的信号,还得利用传感器将其从电压变换模块转化为整个模拟信号。 笔者在设计中,对于总体的成本和系统性能需求进行了考虑,对于目前采用的节点中心设计,拟定了Atmega128L 单片机来完成。Atmega128L 单片机对于数据采集和处理的完成,能够在很恶劣的环境下进行,而且它还具备了非常强的节能能力,其功耗的参数也一样,必须要在能够满足工作电压1. 8 ~3. 6V、在2. 2V 的供电条件下能够在7霢 的工作电流下稳定运行在32kHz 的工作频率。而单片机以及PC 机之间经过电平转换芯片的连接,才能够工作,依靠这种方式来实现远程通信。文中设计的系统能够有效地实现采集被控制对象的多种参数信息,并且将其传递至PC 机端,对相应数据进行处理,同时也能够选择通过PC 机来远程控制被控制对象。 此次构件的系统射频信号经由天线向CC2420芯片传输。低噪声放大器( Low Noise Amplifier,LNA) 在接收到相关的信号之后,将其转化为2MHz中频,使其形成同向分量以及正交分量两路中频信号。随后,对这两路中频信号进行滤波以及放大处理,再从模拟信号转化为数字信号。然后对其进行最终信道的选择以及控制增益等处理。 为了确保存储模块部分能够满足系统的实际需求,不能够仅仅依靠Atmega128L 内部Flash 模块,还需要串行一个外部Flash 模块,并且借助该模块类似实现掉电保护功能。具体地,可以借助于SPI 总线将外部Flash 模块与Atmega128L 相连接。在具体的工作过程中,以Atmega128L 内部存储为主模式,而外部Flash 模块AT45DB041B 为从模式。 A/D 数模转换部分,采用的是11 通道12 位高速的TLC2543 转换芯片,该芯片与单片机之间的通信是通过串口通信的方式来完成的,通过4 条信号线的连接就能够实现通信的需求。这4 条信号线分别是片选信号CS、时钟信号CLK、数据移出Dout、数据移入Din. 在单片机的显示装置部分,此次设计采用的是4 个共阳数码管,对于段选数据线以及单片机采用一组I /O 端口对其进行连接,而对于位选数据线,则经过ULN2003A 驱动芯片和单片一组I /O 端口进行连接。显示控制部分,选用循环扫描的方式逐一点亮数码管,然后进行高速的切换,利用人体的视觉暂留特性,使其看上去是4 根共阳数码管在同时稳定地显示。
技术资料出处:电子爱好者博客
该文章仅供学习参考使用,版权归作者所有。
摘要:电源技术的发展方向之一是并联运行分布电源系统,以便通过N+1 冗余获得故障容错及冗余功率,并且建立模块式分布电源系统,以增大总负载电流。采用双端驱动集成芯片TL... 摘要:现代电子技术发展的速度越来越快,其基本核心技术为嵌入式计算机系统,而作为嵌入式系统之一的单片机,以其明显的典型性、广泛性、普及性的特点,在现代电子系统发展... LED 电子显示屏具有投影仪器、液晶显示屏无法比拟的优点:高亮度、功耗小、工作电压低、寿命长、稳定和耐冲击等优点。 本文所提出的即为一种基于AT89C51 系列单片机的8... 摘要: 介绍了基于单片机C8051F020 搭建的多台电机控制平台,硬件电路简单可靠,功率电路采用场效应管自行搭建,通用性较强,通过改写软件,可直接用于其它小功率电机的驱动... 摘要:CAN(Controller AreaNetwork)结构简单,规模适中,通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。得到越来越广泛的的应用。本文讨论了采用嵌入式WinCE与LPC935单片机构成... |
|