基于P87C591的機車電子柜實時檢測系統(tǒng)設(shè)計
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開關(guān)量采集單元可采用一片8255A來擴展PO口以對15路開關(guān)信號進行采樣，8255A的A、B、C口設(shè)定為模式O和輸人方式。8255A可擴展24個并行接口，實際上只能使用其中的15路，剩下的可作為備用接口。當單片機發(fā)出開關(guān)量信號采集命令時，開關(guān)量信號將從機車電子柜的29#和49#插槽引出，在經(jīng)信號調(diào)理電路實現(xiàn)與采樣電路的電氣隔離后，8k8255A便可進入單片機。系統(tǒng)中的脈沖采集模塊與開關(guān)量采集模塊基本相似，在此不做贅述。
4存儲發(fā)送單元電路設(shè)計
存儲發(fā)送單元主要包括微處理器及其控制部分、CAN通訊接口部分、串口擴展和USB接口等。其中微處理器及其控制部分、CAN通訊接口部分跟前面介紹的模塊基本一致。串口擴展部分帶有兩個RS-232接口和一個RS-485接口，并帶有跳線可以選擇兩種狀態(tài)為一個RS-232接口和一個RS-485接口或兩個RS-232接口而沒有RS-485接口。串口擴展采用16C550芯片。USB接口系統(tǒng)利用CH375作為控制器。并可通過串行輸入輸出或并行輸入輸出和中斷輸出來方便地實現(xiàn)USB移動存儲設(shè)備與單片機系統(tǒng)的連接。CH375的并行接口連接圖如圖7所示。
5系統(tǒng)軟件設(shè)計
整個監(jiān)測系統(tǒng)工作時，先由模擬量采集單元將采集的數(shù)據(jù)按CAN標準幀格式發(fā)給存儲發(fā)送單元，當存儲發(fā)送單元等待并接收到模擬量采集單元采集的數(shù)據(jù)后，即可向開關(guān)量采集單元發(fā)送數(shù)據(jù)采集請求，并等待接收開關(guān)量采集單元的采集結(jié)果，最后，存儲發(fā)送單元再向脈沖量采集單元發(fā)送數(shù)據(jù)采集請求，并等待接收脈沖量采集單元采集結(jié)果。存儲發(fā)送單元在判斷數(shù)據(jù)是否正常之后，即可把接收到的數(shù)據(jù)存貯在CF存貯器內(nèi)，最后寫串口。最后，再把數(shù)據(jù)通過標準RS-485接口發(fā)送到診斷單元或通過USB接口取出，以便應(yīng)用到地面分析處理系統(tǒng)。
軟件設(shè)計就是在模擬量采集單元初始化后等待上位機發(fā)來的數(shù)據(jù)采集請求指令，然后啟動定時器TO并進行A/D轉(zhuǎn)換，再將轉(zhuǎn)換結(jié)果按CAN標準幀格式打包發(fā)送給存儲發(fā)送單元。其程序流程圖如圖8所示。其中，定時器TO的中斷子程序代碼如下：
開關(guān)量和脈沖量的采集原理與模擬量的采集原理類似，這里不再詳細介紹。
6結(jié)束語
該監(jiān)測系統(tǒng)為鐵道部引導(dǎo)課題，本系統(tǒng)經(jīng)過實驗室內(nèi)部聯(lián)調(diào)證明：其性能穩(wěn)定，抗干擾能力強，目前已在機務(wù)段裝車運行，取得了良好的效果。本系統(tǒng)的不足之處是脈沖量的采集，只能檢測到電子柜是否有脈沖觸發(fā)信號的輸出，而不能采集到信號的波形。因此，該系統(tǒng)還有于待進一步完善。
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