單片機(jī)測控系統(tǒng)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)過程很相似，所以對同行業(yè)的不同廠家的生產(chǎn)工藝過程，其單片機(jī)硬件平臺完全可以通用，其不同部分及具體實(shí)現(xiàn)工藝可留各軟件平臺去協(xié)調(diào)，這對于中小型企業(yè)是非常適合的。根據(jù)測控系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)的硬件平臺如圖二所示。

在設(shè)計(jì)的單片機(jī)測控系統(tǒng)硬件平臺中，中心單片機(jī)采用AT89C52 單片機(jī)，AT89C52 內(nèi)有8k 字節(jié)的快速擦寫存儲(chǔ)器Flash 無須外接程序存儲(chǔ)器EPROM，縮小了線路板的體積，增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾性；數(shù)字量信號（如報(bào)警輸入，極限位置）等直接接到單片機(jī)的INT0、INT1、 T0、T1端，以便單片機(jī)及時(shí)響應(yīng)信號輸入；8路模擬量輸入經(jīng)過AD0809 A/D轉(zhuǎn)換與89C52的數(shù)據(jù)線相連；模擬量輸出信號采用DAC0832芯片，變換成電壓或電流信號驅(qū)動(dòng)連續(xù)閥、電動(dòng)執(zhí)行器等裝置；開關(guān)量輸出信號經(jīng)過 74LS373鎖存，光電隔離驅(qū)動(dòng)，控制開關(guān)量輸出；數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)電路選用擁有串行總線的MAX7219，可帶8位數(shù)碼管或64個(gè)發(fā)光管，用于顯示現(xiàn)場數(shù)據(jù)和進(jìn)行聲光報(bào)警；鍵盤電路選用單片機(jī)的高8位地址線接上拉電阻，軟件程序掃描確定鍵碼的方法；看門狗電路選用X25045，以防止數(shù)據(jù)丟失和CPU 誤動(dòng)作，該芯片將看門狗定時(shí)器電源監(jiān)控電路與EEPROM三個(gè)功能部分集成于單個(gè)封裝內(nèi)，可編程操作，可靠性高、功耗低，內(nèi)含512 字節(jié)EEPROM，用于存儲(chǔ)通訊地址、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等；與上位機(jī)通訊的芯片采用MAX485，可使通訊距離達(dá)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，稱為系統(tǒng)軟件平臺，主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、運(yùn)行控制算法、輸出控制量、現(xiàn)場參數(shù)設(shè)定、現(xiàn)場參數(shù)數(shù)碼管顯示等底層功能，所有工作通過建立在硬件平臺的軟件模塊由單片機(jī)主程序組織在一起構(gòu)成系統(tǒng)軟件平臺，所以是軟硬件綜合設(shè)計(jì)的結(jié)合點(diǎn)；另一部分用于與上位管理機(jī)進(jìn)行通訊，稱為通訊軟件平臺，它主要完成與上位管理機(jī)的通訊，傳遞現(xiàn)場數(shù)據(jù)、狀態(tài)和接受上位機(jī)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(xiàn)有硬件資源的條件下，讓系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際工業(yè)測控系統(tǒng)的工藝要求完成更多的工作，從而節(jié)省硬件成本費(fèi)用；另一方面，軟件平臺是用戶二次開發(fā)的主要依據(jù)，為了縮短開發(fā)周期，其軟件實(shí)現(xiàn)的主要功能都可以做成標(biāo)準(zhǔn)模塊，方便二次開發(fā)使用。根據(jù)硬件開發(fā)平臺設(shè)計(jì)的單片機(jī)軟件主程序和相應(yīng)的功能模塊框圖如圖所示。