基于Modbus-RTU協議的交流電壓峰值表設計

2．2 A／D轉換電路
A／D轉換電路采用MAX1270芯片，MAX1270是8通道、多量程雙極性輸入、串行輸出、逐次逼近型12位A／D轉換器，最高采樣率為110 kS／s。在單+5 V電源供電下，可通過編程實現±5 V，±1O V，5 V，10 V量程。其中，雙極性輸入十分適合作為交流電壓測量。
MAX1270轉換電路如圖2所示，由MSP430F449的I／O口線控制MAX1270的串行接口。由于MAX1270在5 V電壓供電下，輸出4．5 V以上高電平，而MSP430F449的I／O口電平為3．3 V，因此必須附加一個接口芯片，以實現5～3．3 V的電平轉換，這里采用MAX3001雙向電平轉換芯片。A／D轉換電路如圖3所示。

2．3 RS 485接口電路
該設計采用RS 485總線，可通過電纜或光纖將信號有效地遠傳上千米，配合Modbus-RTU協議，可方便地與符合Modbus-RTU協議的控制設備連接。設計中采用MAX3485芯片作為RS 485接口芯片，電路如圖4所示。

3 軟件設計
設計中，主要的軟件模塊包括A／D轉換，Modbus-RTU協議和串口編程。對于串口編程不再贅述，主要對MAX1270和Modbus-RTU協議進行說明。
3．1 MAX1270編程
MAX1270的控制字格式如表1所示，最高START為起始位，保持為“1”；SEL2～SEL0為輸入通道選擇位；RNG，BIP分別為量程和極性選擇位；PD1和PD0為掉電和時鐘模式選擇位。各位的具體意義請參考MAX1270數據手冊。該設計中，MAX1270設置為：量程10 V，雙極性輸入(即實現土5 V測量)、外部時鐘25 CLK／s正常操作模式，使用通道CH0作為輸入通道，控制字的格式為10000101。