atmega128中文手册_采用ATmega128的无线数据采集设计

在日益市场化的环境下，电力公司必须提高服务质量以保持竞争力。目前，在我国一些地区，配电网自动化程度低，人员工作效率低。根据这一需求，设计了一种无线数据传输系统。整个无线数据通信系统是基于RS-485串行通信的一点对多点网络结构。每个站有一个数传电台，分别与主站的数据采集工作站和副站的RTU/FTU连接，进行轮询通信。各子站运行数据的上报和数据采集工作站控制指令的下行传输均通过无线方式完成。1设计思路数据采集单元采用先进的ATmega128嵌入式单片机作为核心部件，利用RS-485通信接口与控制系统进行通信。测量站主要是通过转换器ADC对采集到的现场信号进行采样、量化、编码，然后转换成数字信号传输给微处理器接收遥控指令和发送数据。主控站的主要工作是发送遥控指令、接收数据信息、处理数据和管理数据。整个系统结构简单，可靠性高。参见图1。1.1高速模数转换芯片TLC5510本系统的模数转换采用TLC5510模数转换芯片。TLC5510 A/D转换器芯片是TI公司的一款8位A/D转换器，是一款高速、低功耗，内部有采样保持电路。其数据采集时序是在CLK为高电平时转换数据，在CLK为低电平时输出有效数据。从A/D读取数据时，刚好500)this . style . width=500；Border=0只需保持低，当500)this . style . width=500；当border=0为高时，D1-D8都处于高阻状态。参见图2.1.2数据采集系统接口电路设计及流程。FIFO芯片SN74ACT7808是一个2048字节 9位的双端口存储器，可以实现FIFO异步读写操作。读和写操作将自动访问存储器中的连续存储单元。从FIFO读取数据的顺序与写入的顺序相同，地址的顺序已经在内部预先定义。FIFO的读写操作只受读写信号控制，不需要额外的地址信息。这使得FIFO的控制电路非常简单：读取数据时，只要OE保持高电平，UNCK就产生一个上升沿；只要LDCK写数据时产生上升沿，因为是高速数据采集，单片机的速度相对于A/D来说远远不够，所以需要设计一个电路来自动完成数据采集和存储，如图2所示。单片机的PB0引脚通过与门与外部的CLK时钟相连，从而单片机可以控制A/D的采样.当PB0处于高电平时，进行采样。当PB0引脚为低电平时，A/D的CLK没有脉冲，采样停止。当FIFO中存储的数据快满时，给单片机一个中断信号。单片机收到中断信号后，在低电平停止采样，然后从FIFO中读取数据。由于单片机的PG0引脚通过反相器连接到FIFO的UNCK，PC4引脚连接到FIFO的OE，所以只要PC4引脚为高，就可以保持其有效地址。数据处理完毕后，继续采样，以此类推，周期采样完成[2]。2嵌入式单片机ATmega128与数传电台的串行通信ATmega128是一款基于AVR RISC结构的8位低功耗CMOS微处理器。ATmega128的数据吞吐量高达1 MIPS/MHz，可以缓解功耗和处理速度之间的矛盾。8通道10位ADC(可选可编程增益)、带片内振荡器的可编程看门狗定时器、SPI串行端口、异步串行端口和JTAG测试接口(也可用于片内调试)，以及六种可通过软件选择的省电模式。2.1 atmega 128串行通信波特率：9600bps，发送和接收方式：1个起始位，8个数据位，奇数校验，1个停止位。UARTO的初始化可以在ICC AVR中完成，Builder自动生成中断服务子程序和填充地址，只需在服务子程序中加入处理代码即可。

//UARTO初始化//所需波特率：9600//char size:8 bit//奇偶校验：disabled void UART 0 _ init(void){ UCSR0A=0x 00；UCSR0B=0x98//接收完成时允许中断，发送数据时允许中断。UCSR0C=0x06//发送和接收的字符长度为8位。UBRR0H=0x00}单片机在接收数据时，设置一个标志，假设接收到第一个“*”字符，标志置1，表示通信正常，可以接收数据。当接收数据时，判断是否接收到接收完成消息；如果是，则标志清零，使下次接收的数据无效，直到再次接收到“*”，标志置1。当标志为1时，判断是否收到消息(字符值等于8)；是，将最后收到的字符清除为0；否则，接收的数据被保存在接收缓冲器中。操作结束后，接收到的字符最终被发送回计算机。单片机通信流程图如图3所示。ATMEGA 128与数据传输站的硬件连接传输站与单片机及终端主控制器的通信协议：标准串行RS485接口，通信帧格式为——1起始位，8个数据位，1个可编程数据位和1个停止位，波特率为9600bps。建议采用电力自动化专用的窄带无线数传站MDS SCADA。本电台采用工业级铸铝封装，可改善电磁干扰，衍射能力强，提供标准RS-485接口，系统响应快。系统采用异步串行通信方式。单片机串口用于连接数字电台的RS-485数据口，电台正常处于接收状态(PPT=0，接收状态；PPT=1，发送状态)。单片机通过三态缓冲门74HC125、非门74HC14带控制端控制电台收发转换。接收时，PC1=1，PC1被74HC14反转，光电隔离，使电台PPT引脚为低，置于接收状态；发送时，PC1=0。74HC14反相光电隔离后，电台的PPT引脚为高电平，进入发射状态。同时，74HC125A关闭，74HC125B开启。数据由单片机的TXD引脚输出，经过74HC125B缓冲门、光电隔离和MAX232电平转换，通过电台的TXD口发出。具体硬件连接见图4。结论我国农村电网改造大大提高了配电网的供电能力。然而，随着社会经济的发展，对电力部门提出了更高的要求。结合电网的实际情况，无线数据传输系统建成使用后，运行结果表明系统稳定可靠。与有线网络相比，该系统具有建网成本低、建设周期短、维护量小、抗灾能力强等优点。由于本数据采集系统采用了ATmega128，其开发速度相比过去有了很大的提高。这种高效灵活的嵌入式系统广泛应用于工业控制领域，具有广阔的前景。作者的创新点如下：1 .该系统采用了多种先进技术，如高性能单片机系统技术、无线传输技术和计算机远程控制技术。2.该系统具有自动化程度高、系统可靠性和稳定性好、数据采集精度高等突出优点。3.由于本系统与上位机系统可以方便地进行通信和数据传输，试验中记录的数据可以存储在计算机数据库中，有助于实现电力调度的网络化、数字化和信息化。

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