本文提出一種基于LC2294 處理器的泵艙信號轉換電路，實現了對3 路4～20 mA電流信號的采集處理，并將4～20 mA 電流信號轉化為0～1.6 MPa 壓力信號，當壓力信號超過設定門限后進行壓力超限光報警，轉化誤差≤0.01 MPa，同時壓力數據通過10/100 Mbit·s-1 自適應雙冗余以太網上傳到上位機，數據發送頻率≥5 次/s。

　　信號轉換電路設計

　　所示為本轉換電路設計與實現的整體方案框圖，其中LPC2294(＄10.2120) 作為信號轉換電路的主控制器，擴展了兩個10/100 Mbit·s-1 自適應網卡接口，以μC/OS-II實時操作系統作為控制平臺。對TCP/IP 協議棧進行裁剪與實現，并通過軟件設計完成了對壓力傳感器的數據接收轉換以及通過以太網進行數據發送。硬件電路設計主要有6 部分：主控制電路、壓力信號接收電路、模數轉換電路、存儲電路、以太網接口電路和輔助電路。

　　模數轉換電路

　　本設計中采用標準5 V 電源對AD7888(＄4.8600) 進行供電，并將已轉換為電壓形式的模擬壓力信號分別送入模擬信號1～3 引腳。由于LPC2294(＄10.2120) 芯片的電平為3.3 V，而AD7888(＄4.8600) 的電平為5 V。因此，LPC2294(＄10.2120) 對AD7888(＄4.8600) 的控制信號需要進行電平轉換，這才能穩定的對AD7888(＄4.8600) 進行控制。設計中使用74LVC245(＄0.0947) 進行電平轉換，將來自LPC2294(＄10.2120) 芯片的片選信號、時鐘信號以及數據輸入信號送入74LVC245(＄0.0947)，經電平轉換后分別輸入給AD7888(＄4.8600)。因LPC2294(＄10.2120) 可承受5 V 電壓，所以將模數轉換后的輸出數據直接送入LPC2294(＄10.2120) 的P0.28 引腳。其具體電路如圖2 所示。

　　圖2 模數轉換電路

　　以太網接口電路設計

　　以太網接口電路主要由DM9000E 以太網控制器及HR601860 網卡變壓器組成。DM9000E 是由Davicom 公司設計的一款低功耗、高集成、高速以太網控制芯片，其可與CPU 直接相連，并支持10/100 Mbit·s-1 以太網連接，且接口支持8位、16 為32 位不同的處理器。系統設計為兩個網口，一個主網口，另一個為冗余網口。系統中LPC2294(＄10.2120) 與DM9000E 采用16 位總線方式進行控制連接，并將其設定在100 MHz 全雙工模式下。通過對LPC2294(＄10.2120) 的CS2、CS3 引腳進行控制以實現輸出片選信號對兩個網口進行選擇。電路設計方面將CS2、CS3 與74HC245(＄0.0942) 的引腳A2、A1 進行連接，并將74HC245(＄0.0942)B1、B2 引腳分別與冗余網卡芯片及主網卡芯片的ANE 引腳相連。再將兩個DM9000E 芯片的CMD 引腳與LPC2294(＄10.2120) 的A2 相連。可將主網卡芯片和冗余網卡芯片的數據端口地址與索引端口地址分別配置成為0x83800000、0x83800004 和0x83400000、0x83400004。DM9000E 的物理層發送和接收端口TXO+、TXO-、RXI+、RXI-分別與HR601680的TPOUT+、TPOUT-、TPIN+、TPIN-相連。如圖3 所示。

　　在對船舶安全關注度日益提高的前提下，本文提出一種船舶泵艙信號轉換電路設計，該設計方便對船用泵的工作狀態進行實時監測，以達到對異常狀態的提前預警。設計以ARM7 系列LPC2294(＄10.2120) 為核心控制器，配合其他芯片實現了將壓力傳感器輸出的壓力數據通過網卡傳送至以太網的通信功能。并通過實驗驗證了信號轉換系統的可靠性。此外，針對自動化采集技術的誤判問題，下一步的研究方向可將采集到的數據進行有效地數據融合，用以提高數據準確性，并減少誤判的發生。