基于SPCE061A的多路数据采集系统设计.doc

题目名称多路数据采集系统

多路数据采集系统
摘要:本系统采用双CPU控制,主机与从机的CPU都是SPCE061A单片机。从CPU负责采集七路数据,同时应答主CPU发送的命令。主CPU进行数据处理,数据显示,键盘输入,系统报警,语音播报通道的电压值。在主CPU与从CPU的通讯中,采用国际标准的RS485差分方式接口,使通讯的速率和传输距离均大于RS232的标准接口方式,并且用线最少(只要两根)。
关键词:SPCE061A RS485
SPCE061A单片机概述
SPCE061A是继μ′nSP系列产品SPCE500A等之后推出的又一个16位结构的微控制器。目前有两种封装形式:84封装和80引脚的LQFP80贴片封装。
主要性能如下:
■16位μ′nSP微处理器;
■工作电压:~(cpu),~( I/O);
■CPU时钟:32768Hz~;
■内置2K字SRAM,内置32K FLASH;
■可编程音频处理;
■32位通用可编程输入/输出端口;
■32768Hz实时时钟,锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号;
■2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始数值);
■2个10位DAC(数-模转换)输出通道;
■7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道语音模-数转换
器;
■声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器自动增益控制(AGC)功能;
■系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)耗电小于2μ******@;
■14个中断源:定时器A/B,2个外部时钟输入,时基,键唤醒等;
■具备触键唤醒的功能;
■使用音频编码SACM_S240方式(),能容纳210秒
的语音数据;
■具备异步、同步串行设备接口;
■具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能;
■内置在线仿真电路接口ICE(In-Circuit Emulator);
■具有保密能力;
■具有WatchDog功能(由具体型号决定)。


设计一个八路数据采集系统,系统原理框图如图1所示,要求主控器能对50米以内的各路数据,通过串行传输线进行采集和显示。具体设计任务是:
现场模拟信号产生器。
七路数据采集器。
主控器。
现场信号产生器
主控器
八路数据采集器
数据显示
地址显示
地址、数据、时钟
图1系统电路框图

,即通过自制一正弦波信号发生器,利用可变电阻改变振荡频率,使频率在200Hz~2KHz范围变化,再经频率电压变换后输出相应1~5V直流电压(200Hz对应1 V,2KHz对应5V)。
~5V直流电压,第2~7路分布输入来自直流源的5V、4V、3V、2V、1V、0V直流电压(各路输入可由分压器产生,不要求精度)。将各路模拟信号分别转换成8位二进制信号,在经并/串变换电路,用串行码送入传输线路。
。采集方式包括循环采集(即1路、2路······7路、1路······)和选择采集(任选一路)二种方式。显示部分能同时显示地址和相应的数据。
,故障报警功能。

该方案的系统原理图如图2所示,它使用SPCE061A单片机作CPU,该CPU内核具有模块化的结构。
R/V变换
ICL8038
F/V变换
SPCE061A
RS485接口
LED显示
按键
RS485接口
SPCE061A
LSPEAKER
图2系统框图
方案说明:
该方案采用现场模拟信号发生器通讯方式,实现起来更具结构化,编程方便。SPCE061A内置的A/D电路、32Kflash以及在线调试、下载功能,使得开发时间大大缩短。另外,SPCE061A具有音频处理功能,只要调用库函数即可实现音频编程,所以可以用来扩展系统的语音播放、以及语音报警功能。


本系统的电路框图如图3所示。从机系统要求的现场模拟信号产生器(1V~5V)采用正弦波发生器及F/V变换电路实现的。主机及从机的通讯使用RS485接口实现的。主机系统硬件部分主要由RS485接口电路、键盘输入、喇叭电路以及LED显示电路组成。系统中的喇叭部分电路是发挥部分内容,它用于语音提示和语音报警。
R/V变换
ICL8308
按键
LED显示
LSPEAKER

R/V变换
SPCE061A
主机
SPCE061A
从机
RS485接口