基于多處理器技術(shù)的渦街流量計(jì)

　　2．4 PROFIBO-DP通信接口電路

　　MSP430F149是無外擴(kuò)總線的微控制器，當(dāng)它與SPC3接口時(shí)，可以以Intel模式分配部分I／O口作為SPC3的地址、數(shù)據(jù)及控制總線接口，其接口時(shí)序通過編程用軟件實(shí)現(xiàn)。MAP430F149與SPC3之間的連接如圖3所示。

　　MAP430F149作為處理器單元管理通信事務(wù)，SPC3協(xié)議芯片則完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和收發(fā)功能。SPC3在選用Intel芯片模式并工作于同步模式時(shí)，內(nèi)部地址鎖存器和解碼電路工作，所以CPU的低8位地址線不經(jīng)過573鎖存器直接與SPC3連接(低8位地址線與8位數(shù)據(jù)線分時(shí)共用傳輸線)，P4口作為 A／DBUS復(fù)用。CPU的高8位地址線直接與SPC3的AB0～AB7相連，且必須為00000XXX(X表示0、1信號都行)。在此將SPC3的 AB3~AB10接地，AB0~AB2接單片機(jī)的P1．6、P1．4、P1．5，作為AB8~AB10地址線。此時(shí)片選信號輸入引腳XCS不起作用，接高電平；地址鎖存信號ALE起作用，接處理器P1．7。CPU與SPC3通過SPC3的雙口RAM交換數(shù)據(jù)，SPC3的雙口RAM應(yīng)在CPU地址空間統(tǒng)一分配地址，CPU把這片RAM當(dāng)作自己的外部RAM。

　　由于MSP430F149采用低電源電壓3．3 V供電，而SPC3采用5 V供電，在硬件設(shè)計(jì)中要考慮3．3 V邏輯系統(tǒng)和5 V邏輯系統(tǒng)共存。為避免元器件的損壞和數(shù)據(jù)的丟失，此處采用兩片專用的SN74LVCC4245A電平轉(zhuǎn)換芯片，它是一個(gè)8位寬度的雙向I／O電平轉(zhuǎn)換器；中斷信號X／INT采用簡單電阻分壓的方法接P1．0。

　　SPC3與收發(fā)器連接時(shí)用于串行通信的四個(gè)引腳分別為XCTS、RTS、TXD和RXD。XCTS是SPC3的清除發(fā)送輸入信號引腳，表示允許SPC3發(fā)送數(shù)據(jù)，低電平有效，這里始終接低電平。RTS為SPC3請求發(fā)送信號接收發(fā)器的輸出使能端。RXD和TXD分別為串行接收和發(fā)送端口。為提高系統(tǒng)的抗干擾性，SPC3內(nèi)部線路必須與物理接口在電氣上隔離，此處采用速率可達(dá)25 Mb／s的HCPL7721高速光耦，收發(fā)器采用sN75ALS176，足以滿足本系統(tǒng)的應(yīng)用。

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　3．1 單片機(jī)部分的軟件設(shè)計(jì)

　　單片機(jī)部分的任務(wù)是完成參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)采樣、為DSP進(jìn)行Bootloader、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。程序按照模塊化設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)，主要分為四大模塊：數(shù)據(jù)采樣程序、HPI通信程序、液晶顯示程序、遠(yuǎn)傳程序。主程序流程圖如圖4所示。

　　3．2 DSP部分的軟件設(shè)計(jì)

　　先使DSP工作在HPI模式的Bootloader狀態(tài)下，準(zhǔn)備接收單片機(jī)傳輸?shù)某绦虼a，程序傳輸完成后，Bootloader狀態(tài)結(jié)束，DSP進(jìn)入正常工作，向單片機(jī)發(fā)出開啟A／D請求，準(zhǔn)備接收單片機(jī)傳來的渦街信號數(shù)據(jù)，接收到數(shù)據(jù)后，對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字信號處理，將處理結(jié)果通過HPI口傳回單片機(jī)。DSP部分的軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖5所示。