基于MB90F462的智能家居数据采集卡设计

　　随着人们对居住环境的舒适度、便捷性和安全性需求的日益提高，智能家居系统应运而生。智能家居系统的核心功能是实现家用设备运行状况的实时监测和传输，主要包括：安全防盗报警;火警、水电、煤气泄漏等实时监测和自动报警;室内温度、湿度、灯光自动调节和遥控等[1]。因此采集和传输各种设备的运行信息是保证智能家居系统正常运行的关键。MB90F462是Fujitsu公司生产的一款通用16位单片机，最小指令周期仅为62.5m，适用于工业控制和高速实时数据处理等场合;同时，该芯片具有多功能定时器和多脉冲发生器，适用于交流感应电机和直流无刷电机的控制。本文利用MB90F462丰富的片内资源设计了一款智能家居系统的低速数据采集卡。

　　1系统结构及功能概述

　　根据智能家居系统在线设备比较多的特点和方便控制的需求，数据采集卡应具有足够的输入、输出接口和远程通信功能。基于MB90F462的数据采集卡的系统结构如图1所示。系统按功能可分为以下几个模块：8路模拟量输入;8路数字量输入;GSM短信数据传输;RS-232、RS-485通信;GPRS数据传输;实时时钟;状态指示;EEPROM数据存储。

　　2 主要功能模块的设计

　　2.1信号输入模块

　　在智能家居系统中，需要采集的数据信息包括空气温度、湿度、灯光的调节和水、电、煤气、烟、火等报警信息，按照信号的性质可分为模拟量数据和数字量数据两类。该数据采集卡可支持的输入电平有5V、3.3V、RS-232和RS-485接口。

　　MB90F462带有8路8/10位精度可选的A/D通道，可供输入8路传感器的模拟量信号。对于温度、湿度、灯光、水流量等信息，可通过相应的传感器将设备的实时数据通过A/D通道采集到管理中心。由于该系统数据量不大，软件设计采用查询的方式来检查各路A/D的采样完成标志，并读入数据至管理中心的计算机中。A/D采样需要设置的寄存器包括：ADER、ADCS1、ADCS0、ADCR1和ADCR0。A/D转换共有四种可选模式：单步转换模式1(运行时允许重复激活)、单步转换模式2(运行时不允许重复激活)、连续转换模式(运行时不允许重复激活)、停止转换模式(运行时不允许重复激活)。

　　对于设备的报警信息和一些特殊的开关量，利用MB90F462的8路外部中断对数字量输入信号进行触发或脉冲计数。由于外部中断和GPIO管脚是复用的，所以使用外部中断时必须设置相应的管脚为输入。每两个外部中断共用一个中断控制寄存器，使用外部中断时需要设置的寄存器有ICRXX、ENIR、ELVR和EIRR。中断信号的触发信号电平可以为高电平、低电平、上升沿或下降沿。使用外部中断之前和中断处理完成后要清除标志位。