基于xmega便携式仪表设计

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1、基于XMEGA便携式仪表设计　　【摘要】本文以ATMEL公司生产的新型高性能AVR单片机ATXmega128A1为核心，设计了一种高可靠、低功耗、多用途的便携式仪表电路，并对其软硬件进行了分析。【关键词】AtmelAVRXMEGA128；便携式仪表；Zigbee1.引言工业化仪表，因其集信息的获取、转换、存储、传输、分析、处理及显示于一体而成为工业控制领域的基础和核心之一。随着计算机技术、微电子技术的发展，工业化仪表已逐渐发展成为具有微处理器系统的智能化仪表[2]。便携式智能仪表因其携带方便、操作方便、界面友好、人机接口丰富、功耗低等特性，使得其在当今生活中越来越普

2、及。AVRXMEGA是8/16位AVR微处理器的升级版本。其采用AtmelpicoPower技术，所有器件均可使用1.6V工作电压。MCU具有5μS唤醒时间和100nA的业界极低耗电量，其内部增加集成了全速USB、高速高精度模拟系统、DMA控制器和创新的事件系统，最大限度的提升了数据吞吐量和实时性能，并有效减轻了处理器负载。其集成度更高，更有效的降低了系统总功耗和成本。特别适宜计量、工业、医疗和消费领域的仪器仪表设备应用[1]。2.仪表设计总体框图33.仪表硬件设计3.1无线通信电路设计在仪表使用过程中，当两台仪表需要相互通信或者不便于与PC机进行有线连接的情况下，

3、需要将数据进行无线传输。而能够进行无线传输也成为诸多仪器仪表适应多条件、多功能的体现。Zigbee是近年新兴的无线网络通信技术标准，功耗小、成本低，在应用中有着突出优势。其连接时间短，大大降低了通信数据的碰撞概率；最大可达到65535个网络节点，使得其具有优越的组网能力；其数据传输进行加密处理，因而具有较高的网络安全性能。综上可知，Zigbee无线传输技术具有较广泛的应用前景。3.2信号采集电路设计3.3扩展字库电路设计3.4数据存储电路设计仪表在野外操作时，当需要采集数据较多而又无法将数据及时传输至上位机时，就需要大容量、掉电非易失的存储设备。在长期数据对比分析时

4、，也需要保存较大批量的数据记录，单片机本身自带128K字节的flash存储和8K字节的SRAM存储以及2K字节的EEPROM存储单元。但在掉电之后，FLASH存储无法保存数据，需要一个大容量的存储空间开保留已经记录的批量数据。3本设计采用了Atmel公司生产的ATDB011D存储器，内部集成了1M字节的Flash存储，有最高达66MHz的数据存取速度，其使用SPI接口与单片机进行数据传输。与单片机的连接电路如图5所示。3.5USB通信接口设计3.6显示接口电路4.系统软件设计5.总结Xmega作为一款较新型的高性能单片机，其应用和开发还有待进一步的挖掘。本文以实际项

5、目应用为基础，给出了具体的外围电路设计及软件流程，为其在工业中的应用提供了一种参考。参考文献[1]吴小平.智能仪表的发展现状研究[J].常州职业信息技术学院学报,2008,7(1):19-23.[2]智能仪表技术及工业自动化应用发展探讨[J].自动化博览,2009,06:44-47.[3]林山霖.ZigBee技术发展现状[J].零组件杂志,2004(155).[4]周兴华.AVR单片机C语言高级程序设计[M].北京:中国电力出版社,2008.作者简介：周益驰（1987—），安徽人，电子科技大学电子工程学院硕士，主要从事电路与系统方面的研究。3