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基于MSP430F149的数据转发器设计
摘要：以MSP430F149单片机为核心，设计一种双串行通信的电能表自动抄收系统的转发器，给出转发器的硬件结构框架与软件设计方案。转发器通过三种通信方式实现主机与电表抄表器的数据通信。关键词：转发器 串行通信 MSP430 微控制器
概述
目前大量存在的人工抄表的方法已远不能适应现代化管理的需要，并由此带来的线损率的增高也必然影响电力行业的发展。线损率较高的主要原因之一就是抄表、计算和管理手段的落后，管理损耗增大。如果采用电能表自动抄收系统，不仅可以大大提高电网运行的可靠性，而且可以充分利用现有设备的能力，降低劳动强度。该系统主要由电表抄表器（数据采集）、数据转发器（数据传输）和主机（数据处理）三大部分组成。本文主要设计其中数据转发器部分。
通常电表采用的有红外通信、RS485通信或无线射频通信三种通信方式，而普通的电表抄表器一般只带有上述三种通信接口的其中一种通信接口。为了能适用于常见的这三种电表抄表器，方便有效地把抄表器的数据传输到主机，数据转发器集成了这三种通信接口，完全收系统通过该数据转发器可以实现主机与电表抄表器的数据交换，是一个多通道计算机数据传输系统，结构原理如图 1所示。后三个通道模块通过一个多路转换器与单片机MSP430串行通信，而MSP430F149通过RS232通信模块与主机进行数据通信。
1 单片机接口设计
本设计采用的MSP430F149单片机属于德州仪器公司MSP430系列。MSP430系列是一组超低功耗的微控制器，由多种针对不同应用目标而以不同模块组成的型号组成。微控制器设计成可使用电池长期工作，电源电压范围1.8～3.6V。
MSP430F149有60KB的Flash和2KB的RAM。其中Flash又分为120段主存储器（每段512B）和两段信息存储器（每段128B）。Flash可以整个擦除也可以分段擦除，这给系统的软硬件设计带来了极大的便利和灵活。鉴于单片机存储器的容量和特点，外部不用扩展存储器和I/O口，外围设备得到了简化。
MSP430F149的工作电压是3.3V，因此，其I/O电平也是3.3V逻辑电平，并且与5V TTL电平兼容。MSP430F149有两个串行异步通信口，它与主机及后三个通信模块的接口电路原理图如图2所示。电表抄表器要选中哪种通信方式，是通过MSP430F149单片机控制多路转换器CD4052的A和B端引脚的电平高低来转换的。
MSP430F149与主机的数据通信是通过RS232通信模块实现的。RS232模块主要由Maxim公司的MAX232/MAX232A接收/发送器组成，是Maxim公司特别为满足EIA/TEA 232E的标准而设计的。它们在EIA/TIA 232E标准串行通信接口中日益得到广泛的应用，功耗低、工作电源为单电源，外接电容仅为0.1μF或1μF；采用双列直插封装形式、接收器输出为三态TTL COMS等优越
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