基于AT89C52網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

AT89C52單片機(jī)控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)與AT89C52單片機(jī)所構(gòu)成的多種微處理芯片混合的主從系統(tǒng)，教師機(jī)是系統(tǒng)的上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互和數(shù)據(jù)交換、檢索、存儲(chǔ)、處理、更新圖形的顯示，對(duì)下位機(jī)(即學(xué)生機(jī))的控制和通信等控制。學(xué)生機(jī)完成數(shù)據(jù)的采集和信號(hào)的處理。教師機(jī)作為主機(jī)，學(xué)生機(jī)作為從機(jī)。主從機(jī)間的通信方式采用串行口方式。每一個(gè)訓(xùn)練或鑒定工位均有獨(dú)立的學(xué)生機(jī)和彩色電視機(jī)，每臺(tái)學(xué)生機(jī)之間通過網(wǎng)線互聯(lián)。學(xué)生機(jī)通過繼電器控制彩色電視機(jī)故障點(diǎn)的狀態(tài)。
AT89C52單片機(jī)控制系統(tǒng)需要進(jìn)行軟、硬件開發(fā)。與單個(gè)獨(dú)立單片機(jī)系統(tǒng)不同，網(wǎng)絡(luò)中單片機(jī)不僅要按預(yù)先設(shè)計(jì)的程序工作，更多時(shí)候需要根據(jù)來自上位機(jī)的控制指令適時(shí)調(diào)整工作程序。實(shí)操訓(xùn)練或考試時(shí)下位機(jī)主要功能如下：
(1)作為上位機(jī)的終端；
(2)作為電子設(shè)備控制器；
(3)提供考生交互界面；
(4)其他監(jiān)考服務(wù)。

2 通信接口設(shè)計(jì)
通信接口是單片機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部分。單片機(jī)與計(jì)算機(jī)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通信接口和數(shù)據(jù)總線來實(shí)現(xiàn)，通信接口器件和總線的合理選擇是單片機(jī)控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)交換和傳輸順利進(jìn)行的前提和保障。
該系統(tǒng)采用RS 485總線組網(wǎng)，上位機(jī)通過串行接口經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)RS 232總線和RS 232／RS 485轉(zhuǎn)換器將RS 232標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換為RS 485標(biāo)準(zhǔn)電平與考生的下位機(jī)端通信；在下位機(jī)端SN75176將RS 485標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換為TTL電平接入處理器的異步串行通信口(UART)，實(shí)現(xiàn)RS 485網(wǎng)絡(luò)的半雙工通信。
RS 232／RS 485轉(zhuǎn)換器采用市場上即插即用型的產(chǎn)品，本身已經(jīng)實(shí)現(xiàn)智能控制收發(fā)使能，無須更改任何上位機(jī)硬件。上位機(jī)最多可連接32臺(tái)下位機(jī)，如果在下位機(jī)端采用SN75184則上位機(jī)最多可連接64臺(tái)下位機(jī)。
RS 485接口電路的設(shè)計(jì)要充分考慮線路上的各種干擾及線路特征阻抗的匹配。信號(hào)在傳輸過程中會(huì)產(chǎn)生電磁干擾和終端反射，使有用信號(hào)與干擾信號(hào)在傳輸線上相疊加，當(dāng)干擾太大時(shí)，可導(dǎo)致通信無法進(jìn)行。該系統(tǒng)選用SN75176 RS 485接口芯片，RS 485總線網(wǎng)絡(luò)的通信介質(zhì)采用帶有屏蔽層的雙絞線，并在傳輸線末端各安裝120Ω匹配電阻，以消除傳輸線上信號(hào)的反射，通信距離可達(dá)到1 200 m。

3 通信協(xié)議
RS 485接口的軟件設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的可靠性有很大的影響。由于RS 485總線是異步半雙工的通信總線，在某一時(shí)刻總線只可能呈現(xiàn)一種狀態(tài)，所以這種方式使用于上位機(jī)與下位機(jī)的查詢方式通信，為了協(xié)調(diào)總線的分時(shí)復(fù)用，必須制定一套合理的通信協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)通信的正常進(jìn)行。本系統(tǒng)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(shù)據(jù)格式總共24 b(二進(jìn)制)，8 b識(shí)別碼，8 b控制指令代碼，8 b故障點(diǎn)代碼，格式如下：

規(guī)定如下：
識(shí)別碼為下位機(jī)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，ASCII碼為“30H”。
(1)上位機(jī)狀態(tài)字：

bo：發(fā)卷指令標(biāo)志1，無發(fā)卷指令標(biāo)志0；
b1：開考指令標(biāo)志1，無開考指令標(biāo)志O；
b2：答題查詢指令標(biāo)志1，無答題查詢指令標(biāo)志0；
b3：強(qiáng)行中止答題指令標(biāo)志1，無強(qiáng)行中止答題指令標(biāo)志O；
b4：恢復(fù)答題指令標(biāo)志1，無恢復(fù)答題指令標(biāo)志0。