带有多种参数输出的测试装置

摘 要:介绍了带液晶显示的多参数输出测试装置,该系统由89c52微处理器和12位a/d转换芯片ad574及12位d/a转换芯片ad7522实现,并带有rs-232通信接口和can总线,便于组成dcs或fcs系统。

关键词:rs-232接口;can总线;89c52单片机;a/d转换芯片ad574;d/a转换芯片ad7522

  笔者在多年从事仪器仪表的教学与科研工作中发现,随着工业生产的飞快发展,对传感器的要求也越来越高,然而传统的采用模拟方法输出参数的传感器类仪表,其功能单一、体积大、不能与计算机通信的缺点也随之突出,已不能适应测试需求。现有的数字化仪表仍然存在不能远距离传输、纠错能力不强、led功率过高等缺点。然而,在工业生产中,对现场测试需极快的实时响应速度、精确无误的数据传输、较强的抗干扰能力,还要求能够组成分布测控系统(dcs)、现场测控系统(fcs),并能提供良好的人机界面。

  带有多种参数输出的测试装置的设计,正是充分考虑了这种趋势。本系统以89c52单片机(带8 k片内flashrom)为核心;采用lf398采样保持器对信号进行采样及保持,使用12位a/d转换芯片ad574进行模拟量到数据量的转换,并把转换结果和最终数据存储在62c64中,既可以在16×2字符液晶上显示,也可以通过通信接口(采用rs-232接口,can总线)进行远传,供网络中的其他系统查询。采用d/a转换芯片ad7522可以把网络中的数据转换成模拟量进行测量,也可用于控制下位仪表。本系统为了兼容目前的模拟仪表,设有4~20 ma输出与0~10 ma输出,输出内容可以选择。系统参数可以通过按键现场设置,也可以通过网络远程设置。系统的原理框图如图1所示。

本系统的创新之处在于:

  (1)选用12位a/d转换芯片,并使用lf398采样保持器进行模拟量的采样与保持,提高了系统的精度与稳定性。

(2)应用10位d/a转换芯片,使d/a转换精度提高。

(3)采用了rs-232通信接口,方便数据传输和现有仪表与普通微机配合。

  (4)应用can总线技术,增强系统的纠错能力和可靠性,并方便企业组网,适应dcs和fcs两种网络的需要,并可通过上位机提供智能化的人机界面。

  在许多工业生产中,需要高速、准确的现场状态测试及反应能力;a/d转换芯片ad574可以提高测试速度。

  此系统选用ad574的12位工作方式,图2所示是此系统的硬件接线图。

  图2中cs8为p1.0口,可按位编程,因为用ad574的12位功能,所以用他控制经转换的数据的输出,具体方法为:

  a0(cs8)与12/8配合,在12/8为低条件下,a0=0,输出高8位;a0=1,输出低4位,这样可把12位数据送入微处理器。

  cs5是通过74ls138译码得到的,地址为0a000h~0bfffh。

依以上功能,ad574的工作方式如下:

  rd经一非门接至r/c,wr与rd相与再取非接至ce;当允许ad转换时rd=1(读无效),即r/c=0,ce=1,此时为a/d转换状态;当读取转换结果时,rd=0(即r/c=1),wr=0,ce=1,即此时为读取转换结果状态。

以上必须使cs5为低。

  采样到的12位数据存放方法:31h放高8位,32h放低2位。

连续转换的具体调试程序如下: 

当把模拟量转换成二进制数据后,就可以应用rs-232通信接口或can总线输出;从而适应工业控制系统的发展要求:从集散控制系统(dcs)向现场控制系统(fcs)发展。目前rs-232通信接口应用非常广泛,方便与普通仪表和一般电脑连接。can总线为现场总线的一种,最高速率达1 mb/s,适合工业监控需要。can总线与其他通信网的不同之处在于:

  (1)报文传送中不包含目标地址,他是以全网广播为基础,各接收站根据报文中反映数据性质的标示符过滤报文,该收的收下,不该收的弃而不用。其好处是可在线上网下网、即插即用和多站接收;

  (2)特别强化了对数据安全性的关注,满足控制系统及其他较高数据要求的系统的需求。

  此系统的can总线控制器采用飞利浦公司的sja1000,他是pca82c200的替代产品,新增如下功能:

  ①支持can2.0b协议;②扩展的接收缓冲器(64 bfifo);③增强的错误处理能力;④增强的验收滤波功能。其硬件与软件设计和pca82c200的基本can模式兼容,同时新增加的增强can模式还可支持can2.0b协议。

  总之,由于采用了新技术,带有多种参数的输出装置完全达到了工业应用要求,某些指标已经处于行业前沿。自投入运行以

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计