單片機測控系統的軟硬件平臺技術(shù)

由于許多相同或相近行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程很相似，所以對同行業(yè)的不同廠(chǎng)家的生產(chǎn)工藝過(guò)程，其單片機硬件平臺完全可以通用，其不同部分及具體實(shí)現工藝可留各軟件平臺去協(xié)調，這對于中小型企業(yè)是非常適合的。根據測控系統功能設計的硬件平臺如圖二所示。

在設計的單片機測控系統硬件平臺中，中心單片機采用AT89C52 單片機，AT89C52 內有8k 字節的快速擦寫(xiě)存儲器Flash 無(wú)須外接程序存儲器EPROM，縮小了線(xiàn)路板的體積，增強了系統的抗干擾性；數字量信號（如報警輸入，極限位置）等直接接到單片機的INT0、INT1、 T0、T1端，以便單片機及時(shí)響應信號輸入；8路模擬量輸入經(jīng)過(guò)AD0809 A/D轉換與89C52的數據線(xiàn)相連；模擬量輸出信號采用DAC0832芯片，變換成電壓或電流信號驅動(dòng)連續閥、電動(dòng)執行器等裝置；開(kāi)關(guān)量輸出信號經(jīng)過(guò) 74LS373鎖存，光電隔離驅動(dòng)，控制開(kāi)關(guān)量輸出；數碼管顯示驅動(dòng)電路選用擁有串行總線(xiàn)的MAX7219，可帶8位數碼管或64個(gè)發(fā)光管，用于顯示現場(chǎng)數據和進(jìn)行聲光報警；鍵盤(pán)電路選用單片機的高8位地址線(xiàn)接上拉電阻，軟件程序掃描確定鍵碼的方法；看門(mén)狗電路選用X25045，以防止數據丟失和CPU 誤動(dòng)作，該芯片將看門(mén)狗定時(shí)器電源監控電路與EEPROM三個(gè)功能部分集成于單個(gè)封裝內，可編程操作，可靠性高、功耗低，內含512 字節EEPROM，用于存儲通訊地址、系統參數設置等；與上位機通訊的芯片采用MAX485，可使通訊距離達1200米左右。

2． 2 軟件平臺

軟件平臺分成兩部分，一部分直接置于硬件平臺上，稱(chēng)為系統軟件平臺，主要完成現場(chǎng)數據采集、運行控制算法、輸出控制量、現場(chǎng)參數設定、現場(chǎng)參數數碼管顯示等底層功能，所有工作通過(guò)建立在硬件平臺的軟件模塊由單片機主程序組織在一起構成系統軟件平臺，所以是軟硬件綜合設計的結合點(diǎn)；另一部分用于與上位管理機進(jìn)行通訊，稱(chēng)為通訊軟件平臺，它主要完成與上位管理機的通訊，傳遞現場(chǎng)數據、狀態(tài)和接受上位機指令等工作。軟件平臺一方面要充分發(fā)揮硬件平臺的潛力，在現有硬件資源的條件下，讓系統根據實(shí)際工業(yè)測控系統的工藝要求完成更多的工作，從而節省硬件成本費用；另一方面，軟件平臺是用戶(hù)二次開(kāi)發(fā)的主要依據，為了縮短開(kāi)發(fā)周期，其軟件實(shí)現的主要功能都可以做成標準模塊，方便二次開(kāi)發(fā)使用。根據硬件開(kāi)發(fā)平臺設計的單片機軟件主程序和相應的功能模塊框圖如圖所示。