單片機測控系統(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，其單片機硬件平臺完全可以通用，其不同部分及具體實現(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)計的硬件平臺如圖二所示。

在設(shè)計的單片機測控系統(tǒng)硬件平臺中，中心單片機采用AT89C52 單片機，AT89C52 內(nèi)有8k 字節(jié)的快速擦寫存儲器Flash 無須外接程序存儲器EPROM，縮小了線路板的體積，增強了系統(tǒng)的抗干擾性；數(shù)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，以便單片機及時響應信號輸入；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)動連續(xù)閥、電動執(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，控制開關(guān)量輸出；數(shù)碼管顯示驅(qū)動電路選用擁有串行總線的MAX7219，可帶8位數(shù)碼管或64個發(fā)光管，用于顯示現(xiàn)場數(shù)據(jù)和進行聲光報警；鍵盤電路選用單片機的高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 誤動作，該芯片將看門狗定時器電源監(jiān)控電路與EEPROM三個功能部分集成于單個封裝內(nèi)，可編程操作，可靠性高、功耗低，內(nèi)含512 字節(jié)EEPROM，用于存儲通訊地址、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)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，稱為系統(tǒng)軟件平臺，主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、運行控制算法、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)計的結(jié)合點；另一部分用于與上位管理機進行通訊，稱為通訊軟件平臺，它主要完成與上位管理機的通訊，傳遞現(xiàn)場數(shù)據(jù)、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(xiàn)有硬件資源的條件下，讓系統(tǒng)根據(jù)實際工業(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，其軟件實現(xiàn)的主要功能都可以做成標準模塊，方便二次開發(fā)使用。根據(jù)硬件開發(fā)平臺設(shè)計的單片機軟件主程序和相應的功能模塊框圖如圖所示。