基于MSP430單片機(jī)的壓力采集器下位機(jī)設(shè)計(jì)

王玲

摘要：針對(duì)MSP430單片機(jī)的存儲(chǔ)空間有限的實(shí)際情況，采用設(shè)置時(shí)間標(biāo)志位的方法解決存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的問題。時(shí)間標(biāo)志位定為當(dāng)前時(shí)間與上次保存時(shí)間之差與采樣周期進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)時(shí)間之差大于采樣周期則更新當(dāng)前保存記錄時(shí)間，否則不更新，應(yīng)用于壓力采集器設(shè)計(jì)中，準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)。

關(guān)鍵詞：存儲(chǔ)空間；采集；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）10-0231-02

本系統(tǒng)是采用定時(shí)中斷采樣的方式，定時(shí)采集壓力并存儲(chǔ)，由于存儲(chǔ)空間有限，每次存儲(chǔ)的時(shí)候，每條記錄都存儲(chǔ)時(shí)間，那么占用的空間就會(huì)增大，這樣程序會(huì)好寫，但是不能滿足存儲(chǔ)較多記錄的需求，所以通過判斷當(dāng)前采樣時(shí)間減去上次采樣時(shí)間之差和采樣周期進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)時(shí)間之差大于采樣周期的時(shí)候，更新記錄時(shí)間，保存數(shù)據(jù)后，把記錄時(shí)間作為此次采樣的時(shí)間保存，當(dāng)時(shí)間之差小于等于采樣周期的時(shí)候，保存采集數(shù)據(jù)，記錄當(dāng)前時(shí)間為此次采樣時(shí)間。這樣就會(huì)節(jié)省空間，達(dá)到保存較多記錄數(shù)據(jù)的需求。

1 下位機(jī)總體設(shè)計(jì)

總體設(shè)計(jì)軟件部分由主程序模塊、串口通信模塊、IIC通信模塊、存儲(chǔ)模塊、定時(shí)中斷模塊等五大模塊組成。

1.1 下位機(jī)基本設(shè)計(jì)概念和處理流程

系統(tǒng)程序?yàn)槎〞r(shí)中斷采樣，主流程圖為：

函數(shù)名稱： unsigned int Get_AdcData（void）

功能描述： 讀取ADC轉(zhuǎn)換值

函數(shù)名稱： void LoadParameter（void）

功能描述： 裝載系統(tǒng)參數(shù)

關(guān)于時(shí)間之差和采樣周期的對(duì)比程序?qū)崿F(xiàn)：

if（ （Temp2-Temp1）>SysParameter.cyc ） //判斷是否有斷點(diǎn)

{

SysParameter.Time_Flag++；

date_time.Data_Count=SysParameter.Data_Count；

date_time.Time_Flag=SysParameter.Time_Flag；

Time_Buf[7] = date_time.Time_Flag/256；

Time_Buf[6] = date_time.Time_Flag%256；

Time_Buf[9] = date_time.Data_Count/256；

Time_Buf[8] = date_time.Data_Count%256；

date_time=*（datetime*）（&Time;_Buf）；

SaveBreakTime（）；

}

1.2 下位機(jī)程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

2下位機(jī)軟件定時(shí)中斷模塊設(shè)計(jì)

程序描述：本模塊主要是1秒定時(shí)，進(jìn)入中斷，如果達(dá)到當(dāng)前采樣周期，則置中斷標(biāo)志位。功能：采集壓力數(shù)據(jù)，保存當(dāng)前壓力和采樣周期值。

性能：能正確可靠的采集信息。

數(shù)據(jù)元素：輸入數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)、

函數(shù)名稱： void TimerA_init（void）

功能描述： 定時(shí)器初始化

函數(shù)名稱： void Timer_A（void）

功能描述： 定時(shí)中斷函數(shù)

3 AD采集模塊

AD采集模塊主要完成采集AD數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為壓力值。流程邏輯如下圖：

函數(shù)名稱： unsigned int fifoaverage（unsigned int *p_ad，unsigned int newnum，unsigned int count）

功能描述： AD采集值求平均

函數(shù)名稱： void RefreshPressure（void）

功能描述： 壓力測(cè)試值計(jì)算

4 下位機(jī)軟件串口通訊模塊設(shè)計(jì)

Modbus 協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語(yǔ)言。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其他設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。

此協(xié)議定義了一個(gè)控制器能認(rèn)識(shí)使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。它描述了一控制器請(qǐng)求訪問其他設(shè)備的過程，如果回應(yīng)來自其他設(shè)備的請(qǐng)求，以及怎樣偵測(cè)錯(cuò)誤并記錄。它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。

當(dāng)在一Modbus網(wǎng)絡(luò)上通信時(shí)，此協(xié)議決定了每個(gè)控制器須要知道它們的設(shè)備地址，識(shí)別按地址發(fā)來的消息，決定要產(chǎn)生何種行動(dòng)。如果需要回應(yīng)，控制器將生成反饋信息并用Modbus協(xié)議發(fā)出。在其他網(wǎng)絡(luò)上，包含了Modbus協(xié)議的消息轉(zhuǎn)換為在此網(wǎng)絡(luò)上使用的幀或包結(jié)構(gòu)。這種轉(zhuǎn)換也擴(kuò)展了根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)解決節(jié)地址、路由路徑及錯(cuò)誤檢測(cè)的方法。

根據(jù)Modbus串口通信協(xié)議，上位機(jī)發(fā)送命令，下位機(jī)根據(jù)命令執(zhí)行相應(yīng)的操作。流程邏輯圖如下：

5 小結(jié)

本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的壓力采集器，可以很好完成上位機(jī)的任務(wù)傳遞，下位機(jī)的軟件功能實(shí)現(xiàn)，中斷的使用是系統(tǒng)運(yùn)行更穩(wěn)定。由此可見，充分利用軟件編程可以節(jié)省硬件MSP430單片機(jī)的現(xiàn)有存儲(chǔ)空間。但是，單片機(jī)硬件快速發(fā)展的今天也為編程人員在軟件層次方面提高提出了更高的要求。

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