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淮安祥瑞儀表有限公司
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閱讀：603發布時間：2014-1-9
外設接口電路主要包括顯示屏、鍵盤、打印機等輸入輸出設備的電路設計，可根據總線接口的排布以及用戶的需求靈活設計。
3 智能壓力變送器軟件電路設計
智能壓力變送器的軟件部分采用MCS一51匯編語言、模塊化程序設計方法．主要有監控程序模塊、信號調節模塊、數據采集與處理模塊、信號輸出模塊、通信模塊、鍵盤掃描模塊等。
3．1 程序監控模塊
該系統中，監控程序是控制單片機系統按預定操作方式運轉的程序，是全部系統程序的基礎框架，如圖8所示。其主要任務是完成系統自檢、初始化、處理接口命令、處理條件觸發并完成顯示功能。在監控程序中，為及時響應其他儀器的通信要求，應將通信功能的優先級置為zui高，以下依次為定時采集數據、數據輸出等。總體而言，監控程序采用優先調度型工作模式，即遵循優先級運行。
智能壓力變送器數據采集模塊
向的重要指令前加兩條NOP指令，形成指令冗余，例如：
LJMP(RET／JZ，JNZ，LCAIJL等指令均可) DELAY；延時子程序
2)軟件陷阱
當智能壓力變送器程序位于非程序區(空閑EPROM 段，表格段等)時，冗余指令法將失去作用．此時可以構建一個軟件陷阱．將跑飛的程序引導到一個位置，并設定專門的處理程序來解決。在數據采集方面，該系統利用單片機強大的數據處理能力，對數據采集的過程進行優化，以確保數據的可靠性。1)采用限幅濾波法消除較大脈沖的干擾，具體是對已濾波的采樣結果y ?··y。作如下處理：其中，a為相鄰兩個采樣值的zui大允許增量．其具體數值由y的變化速率及采樣周期確定。準確的估計這兩個參數以確定a值是本算法的關鍵。
2)采用自動校準算法穩定傳感器的線性度。自動校準主要解決的是斜率問題。可分為硬件方式或軟件方式，考慮到被測對象是壓力這一特點。本系統采用軟件方式實現。通過雙字節乘／除子程序來計算系數K。由于不同的傳感器的壓力與轉換電壓關系有一定的分散性，對于實測值為 ，標準值為y，的系統，設系數為 。則K=I—Y／X，校準值 一K*X。
3)采用自校正算法消除零點漂移的影響，以保證數據的準確性。設總的A／D轉換輸出為Ⅳ，對應t1．t2、t3時刻的漂移電壓為 瞳I、 嵋3，按下式處理：
4)為更好消除脈沖干擾的影響。系統采用去極值平均濾波法。即連續采樣7次，累加求和的同時找出zui大值和zui小值，并從累加和中減去這兩個結果，zui終按5個采樣值求得平均值作為zui終的有效值。
3．3 抗干擾軟件模塊
為防止程序的跑飛，除了在硬件上接入看門狗外接電路以監控程序運行，也應該同時在軟件設計時加入一些抗干擾功能。可以采用冗余指令、軟件陷阱、以及看門狗喂狗程序實現程序的自監控、自復位，提高程序整體的穩定性[9-t01。
1)冗余指令法該方法可以使程序在跑飛時，在執行單字節的指令后自動納入正軌。因此應多用單字節的指令，在可以決定程序流向的重要指令前加兩條NOP指令，形成指令冗余。
在分析壓力變送器基本工作原理的基礎上．設計了一種基于MSC一51單片機的智能壓力變送器。它充分利用了微處理器的運算和存儲能力，可對傳感器的數據進行處理，包括對測量信號的調理、數據顯示、自動校正和自動補償。設計了包括基于1B31，18位A／D轉換器AD1170的數據采集電路、基于MAX813L的看門狗電路以及基于ADM487的RS一485總線接口電路，并給出相應的軟件設計思路，詳盡的采樣算法和抗干擾模塊指令。
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