多功能低功耗海洋数据采集器的设计
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2 系统硬件设计
根据系统整体功能，系统硬件包括：输入信号接口模块、单片机核心控制模块、数据存储模块、时钟模块、看门狗模块、串行通信模块和电源模块。
2．1 输入信号接口设计
采集器接收从风速风向传感器和雨量传感器传来的两路脉冲信号包括：0～1 kHz方波的风速频率信号和降雨脉冲信号。两路输入信号进行信号调理电路，调理成可以进入单片机的0～3．3 V电压信号进入MCU。采集器要接收从气压传感器、湿温传感器和风向传感器输入的四路模拟信号。本设计A／D模块使用外接16位的A／D转换芯片MAX1168。四路模拟信号进入AD后转换成数字量，经信号调理电路转换成0～3．3 V电压信号进入MCU。采集器将激光测距传感器和温盐传感器输入的两路RS232信号经过MXA232电平转化后，进入外扩串口芯片ST16C554D，然后进入MCU。为防止高强度干扰损坏单片机，文中设计了光电隔离电路。输入信号逻辑框图如图2所示。本文引用地址：//www.cghlg.com/article/193538.htm
2．2 单片机核心控制模块
单片机核心控制模块的设计主要包括C8051F020单片机的最小系统、键盘及液晶显示电路的设计。C8051F系列单片机是Silicone Labora tories公司生产的低功耗混合信号片上系统型MCU，精简指令集结构，大多数指令可以在一个时钟周期内完成。C8051F120单片机具有100MIPS的处理峰值、128 kB的Flash存储器、8448B的RAM、可外接存储器、具有12位A／D且转换峰值可达100ksps、64个I／O端口。因此选用C8051F1 20作为整个采集器的控制核心。为了方便野外安装、调试设备，设计了键盘和液晶显示模块。液晶显示模块选择OCM12864-8，与单片机连接只需5根数据线，操作方便，内置字库，可以轻松显示中文、图画、数字、英文等信息。
2．3 数据存储接口设计
数据存储时，每分钟数据以一条记录的形式存入文件。测量数据以ASCII字符存储，各要素数据按照读取配置文件时得到的要素顺序排列，并在记录前面加上采集时间。选择的存储芯片AT45DB041，采用8脚的SOIC封装。AT45DB041是ATMEL公司的新型FLASH芯片，该芯片具有容量大、读写速度快、外围电路少等诸多优点，更为重要的是该芯片可最低工作在2．5 V，工作电流仅为4 mA，因此在移动通信、便携场合得到了广泛的应用。数据存储接口逻辑如图3所示。
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