基于A(yíng)T89C52網(wǎng)絡(luò )監控系統的設計與實(shí)現

AT89C52單片機控制系統采用計算機與AT89C52單片機所構成的多種微處理芯片混合的主從系統，教師機是系統的上位機，實(shí)現人機交互和數據交換、檢索、存儲、處理、更新圖形的顯示，對下位機(即學(xué)生機)的控制和通信等控制。學(xué)生機完成數據的采集和信號的處理。教師機作為主機，學(xué)生機作為從機。主從機間的通信方式采用串行口方式。每一個(gè)訓練或鑒定工位均有獨立的學(xué)生機和彩色電視機，每臺學(xué)生機之間通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)互聯(lián)。學(xué)生機通過(guò)繼電器控制彩色電視機故障點(diǎn)的狀態(tài)。
AT89C52單片機控制系統需要進(jìn)行軟、硬件開(kāi)發(fā)。與單個(gè)獨立單片機系統不同，網(wǎng)絡(luò )中單片機不僅要按預先設計的程序工作，更多時(shí)候需要根據來(lái)自上位機的控制指令適時(shí)調整工作程序。實(shí)操訓練或考試時(shí)下位機主要功能如下：
(1)作為上位機的終端；
(2)作為電子設備控制器；
(3)提供考生交互界面；
(4)其他監考服務(wù)。

2 通信接口設計
通信接口是單片機控制系統的重要組成部分。單片機與計算機之間不斷地進(jìn)行信息交換和傳輸，而這種信息的交換和傳輸都必須通過(guò)通信接口和數據總線(xiàn)來(lái)實(shí)現，通信接口器件和總線(xiàn)的合理選擇是單片機控制系統中數據交換和傳輸順利進(jìn)行的前提和保障。
該系統采用RS 485總線(xiàn)組網(wǎng)，上位機通過(guò)串行接口經(jīng)標準RS 232總線(xiàn)和RS 232／RS 485轉換器將RS 232標準電平轉換為RS 485標準電平與考生的下位機端通信；在下位機端SN75176將RS 485標準電平轉換為T(mén)TL電平接入處理器的異步串行通信口(UART)，實(shí)現RS 485網(wǎng)絡(luò )的半雙工通信。
RS 232／RS 485轉換器采用市場(chǎng)上即插即用型的產(chǎn)品，本身已經(jīng)實(shí)現智能控制收發(fā)使能，無(wú)須更改任何上位機硬件。上位機最多可連接32臺下位機，如果在下位機端采用SN75184則上位機最多可連接64臺下位機。
RS 485接口電路的設計要充分考慮線(xiàn)路上的各種干擾及線(xiàn)路特征阻抗的匹配。信號在傳輸過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生電磁干擾和終端反射，使有用信號與干擾信號在傳輸線(xiàn)上相疊加，當干擾太大時(shí)，可導致通信無(wú)法進(jìn)行。該系統選用SN75176 RS 485接口芯片，RS 485總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的通信介質(zhì)采用帶有屏蔽層的雙絞線(xiàn)，并在傳輸線(xiàn)末端各安裝120Ω匹配電阻，以消除傳輸線(xiàn)上信號的反射，通信距離可達到1 200 m。

3 通信協(xié)議
RS 485接口的軟件設計對系統聯(lián)網(wǎng)的可靠性有很大的影響。由于RS 485總線(xiàn)是異步半雙工的通信總線(xiàn)，在某一時(shí)刻總線(xiàn)只可能呈現一種狀態(tài)，所以這種方式使用于上位機與下位機的查詢(xún)方式通信，為了協(xié)調總線(xiàn)的分時(shí)復用，必須制定一套合理的通信協(xié)議，以保證數據通信的正常進(jìn)行。本系統通信協(xié)議是：波特率約定為9 600 b／s，Tl工作于方式2，初值為FDH，SMOD=O。串行口初始化為方式3。通信格式要求如下：
通信數據格式總共24 b(二進(jìn)制)，8 b識別碼，8 b控制指令代碼，8 b故障點(diǎn)代碼，格式如下：

規定如下：
識別碼為下位機地址碼，地址范圍為70H～88H?？刂浦噶畲a為：字符“1”表示故障點(diǎn)短接，ASCII碼為“31H”；字符“O”表示故障點(diǎn)斷開(kāi)，ASCII碼為“30H”。
(1)上位機狀態(tài)字：

bo：發(fā)卷指令標志1，無(wú)發(fā)卷指令標志0；
b1：開(kāi)考指令標志1，無(wú)開(kāi)考指令標志O；
b2：答題查詢(xún)指令標志1，無(wú)答題查詢(xún)指令標志0；
b3：強行中止答題指令標志1，無(wú)強行中止答題指令標志O；
b4：恢復答題指令標志1，無(wú)恢復答題指令標志0。