電磁流量計(jì)部分功能模塊的設(shè)計(jì)
電磁流量計(jì)部分功能模塊的設(shè)計(jì)
4．5．1看門狗定時(shí)器模塊凹
看門狗定時(shí)器(WDT)是MSP430系列單片機(jī)常用的一種部件。因?yàn)閱纹瑱C(jī)系統(tǒng)容易受到干擾，而導(dǎo)致系統(tǒng)跑飛或陷入死循環(huán)。看門狗的技術(shù)就是單片機(jī)抗干擾的軟件措施，它具有的特點(diǎn)是本身能獨(dú)立工作，基本不依賴于CPU，CPU 只在一個(gè)固定的時(shí)間間隔內(nèi)與其打一次交道，表明整個(gè)系統(tǒng)“目前尚屬正常"。當(dāng)看門狗被使用時(shí)，它先設(shè)置一定時(shí)時(shí)間，程序運(yùn)行時(shí)，要在這個(gè)設(shè)定的定時(shí)時(shí)間內(nèi)將看門狗計(jì)數(shù)器WDTCNT的值清零(通常是通過WDTCTL寄存器中的WDTCNTCL的位置位來清零該計(jì)數(shù)器)，計(jì)數(shù)器重新計(jì)數(shù)。否則看門狗計(jì)數(shù)器就會溢出，就會認(rèn)為程序陷入死循環(huán)，那么CPU復(fù)位就可以脫離死循環(huán)狀態(tài)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)多用的MSP430F149的看門狗模塊空間分配如表4．1所示。表4．1看門狗模塊空間分配名稱地址位15 8 7 6 5 4 讀出時(shí)是69H HOLD NMIES 瑚TMSEL 看門狗控寫入時(shí)是5AH nv．0 rw-0 n,v一0 rw-0 制寄存器120H 3 2 l O 、vDTCTL CNTCL SSEL ISl IS0 (w)，rO rw-O rw一0 rw-0
一般來說看門狗定時(shí)器的硬件電路為一獨(dú)立于CPU之外的單穩(wěn)部件，可用單穩(wěn)電路構(gòu)成，也可用自帶脈沖源的計(jì)數(shù)器構(gòu)成。CPU正常工作時(shí)每隔一段時(shí)間就輸出一個(gè)脈沖，將單穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)觸發(fā)到暫穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)CPU陷入死循環(huán)后，再也不去觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)了，單穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)就可順利返回穩(wěn)態(tài)。利用它返回穩(wěn)態(tài)時(shí)輸出的信號作為復(fù)位信號，就可以使CPU退出死循環(huán)。部分程序如下： void main(void) { WDTCTL=WDTTPW+WDTHOLD； ／／停止看門狗初始化.. While(1) ／／死循環(huán){ WDTCTL=WDT ARST 1 000； ／／看門狗模式，計(jì)數(shù)器從O開始計(jì)數(shù).. ／／時(shí)間間隔1s ..特定功能的程序主體) }程序進(jìn)入while循環(huán)后，設(shè)置看門狗定時(shí)間隔為1s，同時(shí)計(jì)數(shù)值清零，然后執(zhí)行特定功能的程序主體，如此反復(fù)執(zhí)行。如果特定功能程序主體部分的執(zhí)行． 時(shí)間加上這段時(shí)間所執(zhí)行的所有中斷處理時(shí)間之和小于設(shè)定的看門狗定時(shí)間隔1s，那么程序總是正常進(jìn)行的；如果系統(tǒng)受到干擾，程序跑飛或陷入死循環(huán)，這時(shí)執(zhí)行不至UWDTCTL=WDY ARST_1000；從而計(jì)數(shù)器沒有被清零，當(dāng)計(jì)數(shù)器溢出時(shí)WDTIFG置位，產(chǎn)生系統(tǒng)PUC信號復(fù)位，這樣就脫離了死循環(huán)狀態(tài)。由于系統(tǒng)的PUC信號不會將WDTIFG位清零(POR信號將WDTIFG位清零)， 所以可以在復(fù)位時(shí)通過檢測wDTIFG是否置位來判斷復(fù)位產(chǎn)生源：若WDTIFG為置位狀態(tài)，則為看門狗溢出復(fù)位或看門狗訪問出錯(cuò)復(fù)位；若WDTIFG為復(fù)位狀態(tài)， 則為非看門狗復(fù)位。
4．5．2掉電保護(hù)模塊
以單片機(jī)為核心的儀表系統(tǒng)在高速運(yùn)行時(shí)必須要考慮到掉電時(shí)的數(shù)據(jù)保存問題。當(dāng)電源電壓還沒有降到危及系統(tǒng)正常工作的電壓以前就及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號，單片機(jī)系統(tǒng)在收到此信號后，立即轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)的保護(hù)，待干擾脈沖過去或系統(tǒng)重新上電后再次恢復(fù)被保護(hù)的數(shù)據(jù)。
由于本系統(tǒng)涉及到流量測量，流量的歷史數(shù)據(jù)以及累計(jì)數(shù)據(jù)對于系統(tǒng)本身來說是非常重要的。所以，本設(shè)計(jì)在解決掉電保護(hù)問題時(shí)采用了存貯器保存系統(tǒng)數(shù)據(jù)和狀態(tài)的方案，即掉電時(shí)將系統(tǒng)當(dāng)時(shí)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)保護(hù)在鐵電存儲器中， 電源電壓恢復(fù)后，系統(tǒng)保留掉電時(shí)的工作狀態(tài)并繼續(xù)工作或初始化后重新工作。此方案對于一般測控系統(tǒng)、尤其是在工業(yè)現(xiàn)場使用的大負(fù)荷的系統(tǒng)來說，增加成本不多，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。本設(shè)計(jì)采用是RAMTRON公司的FM25CL64系列的鐵電存儲器， (F＆蝴)具有非易失性，并且可以像&蝴一樣快速讀寫，數(shù)據(jù)在掉電后可以保存10年。部分程序(延時(shí)和其他程序)如下： static void delay(void) { chari； for(i=20；i>0；i一)； return； >static unsigned char Read_Status(void) { unsigned char status； P50UT&=-FM25一CS； P5DIR I=FM25_DIO； Send_ByteToFM25(CMD_RDSR)； P5DIR&=～FM25 DIO；status 2 ReceByteFromFM250； P50UT I=FM25 CS； return status； >
4．5．3 LCD模塊
液晶顯示器對于儀表越來越重要，它就像人的眼睛一樣。因而，良好的顯示界面可以說是智能化儀表的發(fā)展趨勢。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們采用的是HFl286481圖形點(diǎn)陣液晶顯示器來顯示數(shù)據(jù)信息，此液晶顯示的工作原理等方面的內(nèi)容在前面章節(jié)已經(jīng)做過一些介紹了。其內(nèi)部控制模塊為KS0108和KS0107。主要由行驅(qū)動器／列驅(qū)動器及128x64全點(diǎn)陣液晶顯示器組成?？赏瓿蓤D形顯示， 也可以顯示8x4個(gè)(16x16點(diǎn)陣)漢字。在本系統(tǒng)中，我們將流量、總量、報(bào)警、以及所有的小數(shù)點(diǎn)都作為一段，當(dāng)需要符號表示時(shí)就點(diǎn)亮相應(yīng)的段。流量測量結(jié)果的單位為m3／h。該液晶顯示模塊具有自定義字符庫，允許用戶呵以根據(jù)顯盤示的需要在內(nèi)部建立字符。對于存在的字符就不需要再進(jìn)行字符的自定義了。液晶顯示模塊共有5種字符寫入方式：逐字依次輸入方式，光標(biāo)左移輸入方式，光標(biāo)右移輸入方式，頁面左滾動輸入方式和頁面右滾動輸入方式。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，根據(jù)人們的正常習(xí)慣，采用光標(biāo)右移輸入方式。液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，在執(zhí)行每條命令之前都必須先確定“忙" 標(biāo)志為低電平，表示顯示模塊可以接受命令。顯示程序的步驟為：顯示模塊的初始化和根據(jù)所選的輸入字符方式顯示字符。顯示模塊的程序設(shè)計(jì)主要包括一下幾個(gè)子程序：寄存器與位聲明、“忙"標(biāo)志位測試子程序、寫命令子程序、清顯示屏子程序、光標(biāo)歸位子程序、初始化程序、設(shè)置地址子程序、寫入字符子程序、延時(shí)子程序等。
在本系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)中，主要討論液晶模塊的初始化、流體流速的顯示、流體的累積流量顯示等信息。按系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，在正常運(yùn)行和顯示狀態(tài)下，LCD能夠設(shè)置瞬時(shí)流量、流向指示、累積流量及其單位，在查詢設(shè)置參數(shù)或參數(shù)設(shè)置狀態(tài)下，能顯示相應(yīng)的漢字、操作菜單和被顯示或修改的參數(shù)值。顯示功能模塊由鍵盤消息和運(yùn)算子程序后產(chǎn)生驅(qū)動，并根據(jù)狀態(tài)變量做出不同的反應(yīng)。一般的軟件處理方法是根據(jù)實(shí)際顯示流量值，計(jì)算出每位等待顯示的數(shù)值，查找對應(yīng)的段碼，按照LCD寫命令／數(shù)據(jù)的時(shí)序圖，從最小的地址位置開始發(fā)送段碼。同時(shí)，判斷位等待顯示的數(shù)值是否為零，而后做出相應(yīng)的一些動作。
下面給出了本系統(tǒng)中液晶顯示初始化部分的程序； #Include”Display．h’’ void InitLCD(void) { P20UT&=一RST； DelayTime(100)； P20UT l=RST； WritelnstruLeft(0x3e)； WritelnstruLeft(Ox30； WriteInstmRight(0x3e)； WritelnstruRight(0x30； SetStartLine(0)； ShowString(0，0,"m3／s”)； ShowString(1，0，flu)； ∥液晶顯示器復(fù)位∥脫離復(fù)位狀態(tài)／／關(guān)閉左半屏顯示／／打開左半屏顯示∥關(guān)閉右半屏顯示∥打開右半屏顯示
4．6本章小結(jié)
本章主要詳細(xì)的介紹了基于MSP430F149單片機(jī)的流量計(jì)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)中的軟件部分。整個(gè)系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)控制主程序、初始化程序、中斷服務(wù)程序(定時(shí)器中斷、AD轉(zhuǎn)換中斷、鍵盤輸入中斷)、其他功能模塊(看門狗模塊、鐵電存儲器模塊、LCD模塊)的程序設(shè)計(jì)。其中軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是系統(tǒng)控制主程序(菜單程序)，初始化程序及中斷服務(wù)部分，這使得系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)的顯示當(dāng)前流量、累積流量、歷史數(shù)據(jù)，輸出控制信號，并且具備了相關(guān)數(shù)據(jù)的設(shè)置功能等.擴(kuò)展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業(yè)生產(chǎn)電磁流量計(jì)、孔板流量計(jì)、渦街流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、V錐流量計(jì)、V型錐流量計(jì)、噴嘴流量計(jì)、插入式電磁流量計(jì)、智能電磁流量計(jì)、分體式電磁流量計(jì)、一體式電磁流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)孔板、一體化孔板流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴流量計(jì)、長徑噴嘴流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長徑噴嘴、插入渦街流量計(jì)、智能渦街流量計(jì)，更多信息請?jiān)L問開封中儀網(wǎng)站：
會員1.png)