基于SST89系列单片机的智能测速仪表设计

　　1 智能测速仪表概述

　　大多数速度测量问题都可以转化为频率测量问题。频率测量的基本方法有计数法和测周期法。前者适用于高频信号, 后者适用于低频信号。一般单片机所具有的定时器 /计数器模块都可以用于测量频率, 但是又都存在一定的缺陷。计数法测量频率的精度取决于采样时间和信号本身的频率; 而测周期法的精度则取主要决于单片机内部的时钟信号频率。如果所测量的信号频率在很大范围内变化, 无论是采用计数法还是测周期法, 都不能保持一致的测量精度。除非采用特殊的方法根据所测量的信号频率调整测量方法并进行补偿。另外一般单片机的定时器 /计数器数量有限, 例如 MCS- 51 系列单片机最多只有 3 个, 无法满足多个通道的要求。

　　本文针对纺织设备中测速仪表设计, 采用了新型的 SST 89系列单片机。该单片机内的 PCA (Programmable CounterArray)模块, 可以对 5 路脉冲信号进行计数或捕获处理。利用该模块所提供的各种功能, 可以很容易地实现多路脉冲信号的检测与处理。主要用于现场监测纺织设备的运行状态, 并将检测结果换算为工艺参数进行显示。同时可以对某些设备状态进行监控, 当设备出现故障或达到设定值时及时发出报警或控制信号。仪表需要对 5 路脉冲信号进行检测, 并换算为设备的运行参数( 锭子速度、输出速度、捻度、牵伸系数、辅助锭子速度、产量计数) , 在液晶屏上显示出来。该智能测速仪表具有计长、定长功能, 当产量达到设定值时, 能够通过继电器输出控制信号。

　　在设备的相关部位安装了光电传感器或霍尔传感器以检测有关的速度。由于各路速度信号与工艺参数的换算需要一个比例系数, 因此必须通过键盘输入和修改。另外这些系数以及产量数值等掉电后需要永久存储, 开机后再自动调出, 也需要有相应的存储器支持。

　　2 SST 89 系列单片机及其主要特点

　　SST 公司在开发 FLASH 存储器方面具有很大优势, 它将特有的超级 FLASH 技术和小扇区结构与 80C51 内核相结合, 推出了与 MCS- 51 单片机兼容的 SST 89 系列单片机。此种单片机除了增强型 MCS- 51 单片机的全部功能外, 还增加了一些新的功能。其中最主要的就是 IAP(In Application Programming)功能和 PCA 模块。

　　IAP 提供了能够直接在产品的电路板上对芯片进行编程的手段, 从而能够在不取下芯片的情况下实现产品的软件更新。SST 89 系列单片机具有 2 块独立的片内小扇区 FLASH 存储器, 分别为 BLOCK0 和 BLOCK1。位于 BLOCK0 中的程序可以对 BLOCK1 进行编程; 反过来, 也可以用 BLOCK1 中的程序对BLOCK0 进行编程。