基于stc系列單片機(jī)系統(tǒng)的智能工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)顯示儀設(shè)計(jì)

1、第36卷第5期2013年10月電子器件ChineseJournalofEl∞tronDevicesV0136No5Oct2013TheDesignofIntelligentIndustrialFiddDisplayBasedonSTCSeriesMicrocontroller4XUXianfeng4，WEIWen，L1Changlei，DUANChendong(CollegeofElectronicandControlEngineeri

2、ng，Chang’artUniversityXi’口n710064，China)Abstract：Inviewofvarioustransmitteroutputsignalthatneedstodisplayatthesametimeintheindustrialfield，andinordertosimplifyandmanagefielddisplaydevicebetter，akindofintelligentindustria

3、lfielddisplayisintroducedItisapplicabletoavarietyoftransmitteroutputsignalSTCl2C5A60S2single—chipmicrocomputerisusedasthecorecontrollerRCV420isusedtocompletethecurrent／voltageconversionof4mA一20mAanalogsignalTheinstrument

4、dedicatedADCMAXl272isappliedtocompletethevoltagesignalacquisitionThesoftwareimplementationmethodoftheparametercalibration，linearcorrectionandRS232communicationmoduleisrepresentedindetailTheusercallachievetheinfraredremot

5、econtroloperationaccordingtothedifferentenvironmentconfigurationparametersThedisplayissimpleoperation，lowcost，convenientinstallationandhiIghstabilityreliabilityKeywords：intelligentinstrument；varioustransmittersignal；STCm

6、icrocontroller；remotecontrolEEACC：7210doi：1039fi9／jissn1005—9490201305032基于STC系列單片機(jī)的智能工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)顯示儀設(shè)計(jì)術(shù)徐先峰，魏文，李常磊，段晨東(長(zhǎng)安大學(xué)電子與控制工程學(xué)院，西安710064)摘要：針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)存在多種變送輸出信號(hào)需同時(shí)顯示的問題，為簡(jiǎn)化及更好地管理現(xiàn)場(chǎng)顯示裝置，設(shè)計(jì)了一種適用于多變送輸出場(chǎng)合的智能現(xiàn)場(chǎng)顯示儀。采用STCl2C5A60S2單片機(jī)作

7、為核心控制器，利用RCV420完成4mA～20mA變送信號(hào)的電流／電壓轉(zhuǎn)換，通過儀表專用模數(shù)轉(zhuǎn)換器MAXl272實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓信號(hào)的采集；重點(diǎn)闡述了參數(shù)標(biāo)定、線性修正以及RS232通訊模塊的軟件實(shí)現(xiàn)方法。用戶可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的不同利用紅外遙控器配置儀表參數(shù)，操作簡(jiǎn)單、成本低、安裝方便以及可靠性穩(wěn)定性高。關(guān)鍵詞：智能儀表；多變送信號(hào)；STC單片機(jī)；遠(yuǎn)程操控中圖分類號(hào)：TTl85文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1帥5—94如(2013)05一0728一惦

8、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)往往需要對(duì)溫度、壓力、流量、液位以及濕度等物理量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而相關(guān)傳感器或變送器的輸出信號(hào)往往為4mA～20mA、0—5V、1V一5V、0～10V等幾種，給工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示帶來諸多不便。目前，市場(chǎng)上出現(xiàn)的參數(shù)顯示儀器儀表一般只支持一種或者兩種變送輸出信號(hào)，且功能相對(duì)單一，參數(shù)標(biāo)定也較為困難，尤其在同時(shí)存在多種變送輸出信號(hào)的場(chǎng)合，須采用多個(gè)或者多種參數(shù)顯示儀才能實(shí)現(xiàn)對(duì)各類物理量的監(jiān)測(cè)，因而，設(shè)計(jì)一種新型的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)顯示儀顯得極為重要。

9、為解決上述問題，提出了一種基于STC系列單片機(jī)的智能工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)顯示儀設(shè)計(jì)方法，以單片機(jī)為核心，結(jié)合A／D轉(zhuǎn)換技術(shù)、LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示、RS232串口通訊與紅外遙控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變送輸出信號(hào)的電流＼電壓轉(zhuǎn)換與采集、越限報(bào)警項(xiàng)目來源：國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目(61201407)收稿日期：2013—06—25修改日期：2013—07—18以及遠(yuǎn)程操控等功能，顯示儀可與電流或電壓信號(hào)輸出的變送器和傳感器配合使用‘21。1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)智能顯示儀的系

10、統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由核心控制器、LED數(shù)碼管、信號(hào)轉(zhuǎn)換與采集模塊、紅外遙控模塊、系統(tǒng)電源模塊以及串口通訊等部分組成。采用高性能的STC系列單片機(jī)為控制核心，實(shí)現(xiàn)變送輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換、參數(shù)顯示、報(bào)警處理、儀表狀態(tài)指示、儀表設(shè)置、參數(shù)標(biāo)定和參數(shù)補(bǔ)償?shù)裙δ?；為方便與各類變送器、傳感器配合使用，顯示儀同時(shí)設(shè)有4mA～20mA電流接口與多范圍電壓接口；數(shù)碼管采用大尺寸數(shù)碼管，便于遠(yuǎn)距離、多角度參數(shù)觀察；顯示儀的輸出功能采用RS232通訊接口實(shí)現(xiàn)，

11、顯示萬方數(shù)據(jù)730電子器件第36卷入電壓為12V；5V電壓由固定式三端穩(wěn)壓器LM7805得到，其輸人電壓為12V。LM78xx系列三端穩(wěn)壓器最大輸出電流達(dá)15A，自帶過載保護(hù)與短路保護(hù)，使得電源電路簡(jiǎn)單且安全可靠。23信號(hào)轉(zhuǎn)換與采集電路如圖4所示，電流／電壓轉(zhuǎn)換由精密電流環(huán)接收器芯片RCV420完成，將4mA～20mA電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成為0—5V的電壓信號(hào)；RCV420采用12V雙電源供電，電源去耦電容采用1斗F鉭電容，為避免其他電路引入的

12、增益與共模抑制誤差，去耦電容需盡量靠近RCV420電源管腳；RCV420的cT端、RcvCom端和RefCom端單點(diǎn)接地，使其接地電阻為最小，以免形成地線回路而引起轉(zhuǎn)換誤差。數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片選用MAXl272，其為儀表專用12bitADC轉(zhuǎn)換器，采用5V單電源供電，輸入范圍可編程設(shè)置，最大測(cè)量范圍達(dá)10V。圖4輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換與采集電路24數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路數(shù)值顯示采用5inch共陽極LED數(shù)碼管完成，數(shù)碼管具有發(fā)光強(qiáng)、能耗低、可視性高和成本低等優(yōu)