32通道開(kāi)關(guān)信號采集系統的設計與實(shí)現
英飛凌汽車(chē)電子生態(tài)圈
掃碼關(guān)注
獲取最新最全汽車(chē)電子
技術(shù)方案與實(shí)用技巧
2．1 開(kāi)關(guān)量信號采集電路
開(kāi)關(guān)量信號采集電路是實(shí)現將現場(chǎng)的各路開(kāi)關(guān)量信號采集送入處理芯片內，實(shí)際設計中采用增強型STC89C51單片機?，F場(chǎng)32路開(kāi)關(guān)量信號接入卡件測量端子，由于考慮到現場(chǎng)信號的波動(dòng)和干擾，為了保證系統穩定、可靠運行，防止各類(lèi)現場(chǎng)及電源干擾對系統的影響，通道中采用了光電耦合器，將卡件內部與現場(chǎng)輸入信號進(jìn)行隔離，從而實(shí)現信號的準確測量。實(shí)際設計中，采用了TLP521—4型光電耦合器，卡件測量通路的結構框圖如圖2所示。經(jīng)過(guò)光電耦合器隔離轉化后的信號，通過(guò)雙向總線(xiàn)驅動(dòng)器與處理芯片的數據總線(xiàn)相連接，將數據送入處理芯片STC89C51中進(jìn)行處理。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/175838.htm
2．2 RS-485通訊電路
RS-485通訊電路的主要作用是將開(kāi)關(guān)量輸入數據上傳給上位機，從上位機接收開(kāi)關(guān)量輸出數據，并和上位機保持實(shí)時(shí)通信。單片機串口信號TXD和RXD以及控制信號P4．2與SN65ALS176D連接。SN65ALS176D是SN5176行業(yè)標準范圍內的差分數據線(xiàn)收發(fā)器。采用這類(lèi)電路可提供可靠的低成本的直連(不帶絕緣變壓器)數據線(xiàn)接口，不需要任何外部元件，就可以完成將RS-485總線(xiàn)標準信號發(fā)送到Modbus網(wǎng)絡(luò )中。
2．3 單片機系統
處理芯片選用增強型STC289C51，具有超強抗干擾能力，可抵抗4 kV快速脈沖干擾(EFT)，抗靜電能力強，超寬工作電壓范圍可達5．5～3．4 V(5 V單片機)。而且，內部電源供電系統經(jīng)過(guò)特殊處理，大大的降低了電源帶來(lái)的外部干擾。片上集成大容量的RAM (1280)個(gè)字節。趟低功耗，Power Down0．1μA，可外部中斷喚醒，中斷優(yōu)先級可設置成4級(IP，IPH，并增加2個(gè)外部中斷，Int2／P4．3，Int3／P4．2)，還集成了8位A／D轉換器。STC89C51的較小的封裝和極低的功耗使其可理想地用于小型系統中，如訪(fǎng)問(wèn)、控制。同時(shí)，由于在系統運行中各種干擾等因素的影響，往往會(huì )引起程序運行出現死循環(huán)后跑飛現象，系統中還采用了內部的watchdog電路。
2．4 通訊接口電路
為了使測量卡件能夠有效的將采集到的數據發(fā)送給控制器，卡件設計了UART串口電路。通過(guò)串口，卡件可根據上位機的操作命令，完成有關(guān)的數據傳送、參數淵整和時(shí)鐘校對等任務(wù)?？捎肦S-485通訊，它是專(zhuān)為串行通訊模式設計的，輸出端還接有穩壓管保護電路，接口電路如圖3所示?？K及其外接電路引腳卡件通過(guò)專(zhuān)用引腳與卡件底板相連接，以傳輸采集到的信號。
2．5 人機接口
卡件采用串口通訊與控制器通訊，再將測量的信號上傳到上位機，由上位機的組態(tài)畫(huà)面顯示，人機界面友好，數據可用于系統組態(tài)、歷史數據查詢(xún)等操作，同時(shí)可以實(shí)現過(guò)程控制SOE查詢(xún)，通過(guò)與其配套使用的SOE軟件，可實(shí)現去除抖動(dòng)、削峰、削谷等功能，實(shí)現了SOE事故追憶和查詢(xún)，其精度可達到1 ms級。
2．6 擴展接口
卡件帶有擴展接口，可以擴展為64通道開(kāi)光量信號采集卡或者32通道開(kāi)關(guān)量信號采集和16通道開(kāi)關(guān)量控制卡。
3 采集卡軟件設計
卡件軟件設計采用模塊化結構。全部軟件包括主程序、中斷服務(wù)子程序等。其中主程序用來(lái)巡回檢測和執行上位機送來(lái)的命令。中斷服務(wù)子程序分為溢出中斷子程序和串行口中斷子程序，前者用于開(kāi)關(guān)量跳變信號的采集，后者用于接收上位機發(fā)來(lái)的數據。
評論