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基于M—BUS的趣低功耗数据采集系统(2)


发布日期:2022年11月27日
 
基于M—BUS的趣低功耗数据采集系统

选用的TI公司位 FIash型MSP系列超低功耗类型的单片机特别适合于电池应用的场合或手持设备在超低功耗方面该单片机能够实现在 V电压 MHz的时钟条件下耗电电流在O. μA之间在片内外设方面含有P~P七个I/O口个定时器(Timer_ATimer_B)个看门狗内部集成 KB的ROM和 KB的RAM万次重复编程MSP系列单片机均为工业级的产品运行环境温度为~+在价格方面MSP系列单片机一般只有几十元总之MSP系列单片机的性价比不错完全能够满足系统开发的需要

在远传抄表系统中有多种传感器可被选用常用的有光电传感器和霍尔传感器光电传感器和霍尔传感器工作时都需要供电电流一般为毫安级这将导致供电电池的极大耗费对于煤气表来说在基表中通电还会引起安全方面的问题选用零功耗磁敏传感器工作时无须使用外加电源适用于微功耗仪表在远传抄表系统中是一种较好的采集用传感器

零功耗磁敏传感器是通过韦根德效应制成的故又名韦根德传感器是利用磁性双稳态功能合金材料中的磁畴在磁场中的运动特性制作而成的当外磁场发生变化时磁畴磁化方向瞬间发生翻转而当外磁场撤离后它又瞬间恢复到原有的磁化方向由此在合金材料周围的检测线圈中会感应出电脉沖信号实现磁电转换

MBUS总线是欧洲新型总线结构——仪表总线由德国Paderborm大学的Ziegler教授和德国Techem AG公司以及德国的Texas Intrument公司共同开发的采用新的仪表总线和相关技术的数据采集系统具有以下特点①可采用普通的双绞线电缆连接及任意总线拓扑结构(星形树形等)使系统布线施工简单扩展灵活②最大的总线长度可以达到l km(波特率≤ bps时)③系统的每一个标记具有惟一的地址码方便管理④双绞线同时完成数据通信和提供表具的电源可为用户提供种供电方式(远程供电电池和远程供电以及运用光耦合后单一的电池供电)⑤系统可实现 bps半双工异步通信通信媒介可采用普通双绞线总线极性可互换并可以通过中继器扩大网络或系统的覆盖范围⑥每个MBUS系统都有一个电平转换器该转换器提供RS或者RS接口以实现与中心计算机的通信该系统最多可以连接个用户表如图所示

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硬件电路设计

基于MSPF单片机的数据采集系统电路原理图分为两个部分数据采集模块和通信模块

()数据采集模块

数据采集器是为准确采集三表数据而设计的如图所示包括晶振电路电源电路传感器电路等

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①晶振电路中提供了高速和低速个晶振电路可输出种不同频率的时钟给单片机内部的不同模块用户可用高速晶体产生频率较高的MCLK供给CPU以满足高速的数据运算需要也可以在不需要CPU工作时关闭高速晶体而对于实时时钟可用低速晶体产生频率较低的ACLK供给

②电源电路MSPF单片机的工作电压在 V之间工作电流在 μA之间本电路中工作电压为 V可由锂电池或MBUS总线为单片机供电

③复位电路单片机的复位电路接在引脚处

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