基于LM3S101的數(shù)字采控器設(shè)計(jì)
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LM3S101內(nèi)部集成了8 KB單周期的FlashROM和2KB的單周期SRAM，并含有兩個(gè)32位定時(shí)器，一個(gè)同步串行接口(SSI)，一個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器，一個(gè)UART，兩個(gè)模擬比較器以及18個(gè)GPIO (通用輸入／輸出)等。芯片采用6 MHz的晶振，并可通過(guò)片內(nèi)軟件PLL來(lái)將工作時(shí)鐘頻率設(shè)置為20 MHz。
采用LM3S101可以極大地簡(jiǎn)化系統(tǒng)電路、提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
2．2 RS－485通信接口
RS－485總線是目前現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中最為常見(jiàn)的通信接口，這是因?yàn)镽S－485總線允許的最大通信距離可達(dá)1200多米，每條總線上允許連接的設(shè)備最多可達(dá)32臺(tái)，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)拇跀U(kuò)展，完全能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)通信距離和設(shè)備數(shù)量的要求。由于LM3S101的電源為+3．3 V，因此，RS－485通信接口也采用供電電壓為+3．3 V的SP3485E專用芯片來(lái)進(jìn)行通信接口設(shè)計(jì)，其接口電路原理圖如圖2所示。圖中的SMD010是電流為100 mA的自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，A、B端的電流大于100 mA時(shí)，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲SMD010的電阻會(huì)變大，從而保護(hù)SP3485芯片不被損壞。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/163420.htm
2．3 數(shù)字量輸入電路
LM3S101的GPIO引腳雖然有18個(gè)，但絕大多數(shù)引腳除具有通用輸入／輸出功能外，還具有其它系統(tǒng)的外設(shè)功能。其中五個(gè)引腳可作為JTAG接口進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試和編程，三個(gè)引腳可作為RS－485通信和控制使用。顯然，使用LM3S101的GPIO引腳來(lái)直接作為8路數(shù)字量輸入、8路數(shù)字量控制輸出和通信波特率以及本機(jī)地址設(shè)置是不可能的。因此，8路數(shù)字量輸入電路應(yīng)采用并行輸入、串行輸出的8位移位寄存器74HC165和光電耦合器TLP521－4來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其數(shù)字量輸入電路原理圖如圖3所示。
當(dāng)需要采集監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)各數(shù)字量監(jiān)測(cè)傳感器狀態(tài)時(shí)，只需進(jìn)行并行輸入、串行輸出的8位移位寄存器的數(shù)字量讀取，然后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝后發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心即可。
2．4 通信波特率和本機(jī)地址設(shè)置電路
通信波特率和本機(jī)地址設(shè)置電路屬于數(shù)字量輸入電路，因此，可以由一塊74HC165來(lái)完成。只是輸入是由撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置。其中兩組開(kāi)關(guān)用于通信波特率設(shè)置，可設(shè)置1200 b／s、2400 b／s、4800 b／s和9600 b／s四種通信波特率；其他六組開(kāi)關(guān)用于本機(jī)地址設(shè)置，可設(shè)置成64個(gè)設(shè)備地址：0～63。
構(gòu)成通信波特率和本機(jī)地址設(shè)置電路的74HC165與8路數(shù)字量輸入電路中的74HC165串聯(lián)，可組成一個(gè)并行輸入、串行輸出的16位移位寄存器。系統(tǒng)初始化前，只需進(jìn)行16位移位寄存器的數(shù)字量讀取，然后，再取低8位二進(jìn)制數(shù)作為通信波特率和本機(jī)地址設(shè)置值，取低六位為本機(jī)地址、高兩位為通信波特率設(shè)置值。
評(píng)論