新一代智能儀表——SunyVPR202SE-SF綜合儀表的研究與開(kāi)發(fā).pdf

1、隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，引起了儀器儀表結(jié)構(gòu)的根本性變革。由于傳統(tǒng)儀器儀表存在著功能單一、可靠性差、操作繁瑣、維護(hù)量大、靈活性差、適用范圍窄等不足，逐漸被智能儀表取代。智能儀表是以微處理器為中央控制單元，能實(shí)現(xiàn)物理信號(hào)的輸入輸出、信號(hào)轉(zhuǎn)換和計(jì)算控制等功能，并可與外界通訊的儀器儀表。本論文圍繞著新一代智能儀表——綜合儀表SunyVPR202SE/SF展開(kāi)。 本文的第一部分介紹儀器儀表的概念、發(fā)展歷史和起的重要作用，主要

2、介紹了傳統(tǒng)儀表和智能儀表的定義、結(jié)構(gòu)、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。基于常規(guī)智能儀表在功能方面的不足，提出了新一代智能儀表——綜合儀表的概念。 本文的第二部分給出了綜合儀表SunyVPR202SE的軟、硬件結(jié)構(gòu)，對(duì)CPU模塊的結(jié)構(gòu)、I/O模塊、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、基于IEC61131-3的算法組態(tài)、人機(jī)界面(HMI)、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uC/OSⅡ的實(shí)時(shí)內(nèi)核以及在AT91上的移植進(jìn)行詳細(xì)地研究和分析，最后整理出綜合儀表的思路，提出了總體設(shè)計(jì)

3、，給出了綜合儀表的定義。 本文的第三部分闡述了在綜合儀表SunyVPR202SE的總體架構(gòu)下，它的“精簡(jiǎn)版”——SunyVPR202SF靈巧型綜合儀表的研究和開(kāi)發(fā)。從SunyVPR202SF硬件方面的通用信號(hào)調(diào)理、基于PWM的DAC的實(shí)現(xiàn)、點(diǎn)陣液晶顯示、按鍵處理、串行FLASH存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、RS485通訊以及軟件方面的數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)處理、數(shù)字PID控制、系統(tǒng)運(yùn)行顯示、系統(tǒng)組態(tài)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)追憶、實(shí)時(shí)時(shí)鐘等等方面的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了具體

4、、詳盡地剖析。特別的，在控制算法上提出了預(yù)定義控制模板，提高了友好性和適用性；在熱電偶、熱電阻的采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成工程量處理和非線性校正中，拋棄了傳統(tǒng)需占用大量程序空間的查表法，利用MSP430F149強(qiáng)大的計(jì)算能力對(duì)熱電偶的T-E公式和熱電阻的R-T公式使用牛頓迭代法進(jìn)行3輪迭代，實(shí)現(xiàn)了熱電偶的冷端補(bǔ)償和熱電阻的工程量快速高精度的轉(zhuǎn)換，只需記錄幾個(gè)多項(xiàng)式的系數(shù)，節(jié)省了95％程序空間；在模擬電流4～20mA的輸出上，放棄了通過(guò)DA芯片來(lái)得到