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1 引 言 在紅外成像技術(shù)的電力設(shè)備狀態(tài)檢測系統(tǒng)中，基于at89c51單片機的應(yīng)用系統(tǒng)，采用美國雷態(tài)公司的型號為3ilrl3的非接觸式紅外測溫儀。該測溫儀采用的是rs232c串行通信標(biāo)準(zhǔn)接口，該接口在很多通信設(shè)備中通用，目前與pc機的直接串行通信也是rs 232c接口。盡管rs232c性能指標(biāo)并非很好，但還是有廣泛的市場支持。就可以方便的在2個數(shù)字設(shè)備之間進行信息的交換，實現(xiàn)全雙工的傳送數(shù)據(jù)，硬件成本低。而且通用性好。 2 串行通信的硬件設(shè)計 串行通信是指 使用一條數(shù)據(jù)線，將數(shù)據(jù)一位一位地依次傳輸，每一位數(shù)據(jù)占據(jù)一個固定的時間長度。其只需要少數(shù)幾條線就可以在系統(tǒng)間交換信息，特別使用于計算機與計算機、計算機與外設(shè)之間的遠(yuǎn)距離通信。 在所開發(fā)的系統(tǒng)中。紅外測溫儀將檢測電力沒備的工作和環(huán)境溫度，通過rs 232c串口傳給單片機，同時由單片機控制檢測裝置的在線工作組態(tài)，紅外檢測裝置的工作組態(tài)的制訂和選擇是由上位pc機來完成的，這樣，以單片機為核心組成的控制電路是數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)站，上位pc機下傳紅外測溫儀的在線工作組態(tài)。在這里單片機與pc機的串行通信接口還是rs 232c的標(biāo)準(zhǔn)通信。at
信。rs － 232 是目前最常用的一種串行通信接口。 2. 1 單片機的串口通信接口 串行數(shù)據(jù)通過單片機的rxd、txd 與pc 機進行傳輸。在發(fā)送數(shù)據(jù)時，向cpu 發(fā)送中斷請求，中斷響應(yīng)后，數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)sbuf，通過門電路發(fā)出;在接收數(shù)據(jù)時，利用移位寄存器將數(shù)據(jù)接收進來。單片機串行通信接口內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示。 圖4 單片機串口通信接口。 pc 機與pic 單片機的usart 連接方式最簡單的是三線方式。由于pic 單片機輸入、輸出電平為ttl 電平，而rs － 232c pc 機配置的是rs － 232c標(biāo)準(zhǔn)串行接口，二者電氣規(guī)范不一致，因此要完成pc 機與單片機的串行數(shù)據(jù)通信，必須進行電平轉(zhuǎn)換。圖4 為pic 單片機的rs －232c 電平轉(zhuǎn)換電路。圖中max232 將pic 單片機tx 輸出的ttl 電平信號轉(zhuǎn)換為rs － 232c 電平，輸入到pc 機，并將pc 機輸出的rs － 232c 電平信號轉(zhuǎn)換為ttl 電平輸出到pic 單片機的rx引腳。 圖5 串行接口電路。 2. 2 串口通信技術(shù)的軟件實現(xiàn) pc 機利用vc++ 6. 0的
利用了dsp的高速數(shù)據(jù)處理的能力。在實時性要求很高的場合，這顯得尤為重要。通過擴展少量的硬件，不但提高了系統(tǒng)的速度，優(yōu)化了整體性能，而且軟件實現(xiàn)也簡單了許多。 2.1 信號處理板與控制系統(tǒng)的串口通信硬件電路 信號處理板利用擴展的單片機at89c51與基于微機或mcu的控制系統(tǒng)進行全雙工通信。圖4為at89c51的串口通信電路，通過"串口選擇"撥碼開關(guān)選擇是與基于微機的控制系統(tǒng)通信，還是與基于mcu的控制系統(tǒng)通信。 在ibm pc/xt微機系統(tǒng)中，其串口符合rs－232c接口標(biāo)準(zhǔn)。為提高抗干擾能力，rs－232c標(biāo)準(zhǔn)采用負(fù)邏輯，低電平在-5ｖ～-15v之間(通常用-12v表示)為邏輯"1"，高電平在＋5v～＋15v之間(通常用＋12v表示)為邏輯"0"，上述電平稱為eia電平，它與ttl電平和cmos電平不同。為了使at89c51能與微機進行串行通信，可以利用常見的mc1488和mc1489進行電平轉(zhuǎn)換。mc1488把ttl電平轉(zhuǎn)換為rs－232c電平，mc1489把rs－232c電平轉(zhuǎn)換為ttl電平。但由于mc1488和mc1489需要±12v的供電電壓，增加
需的時間，最大限度地利用了dsp的高速數(shù)據(jù)處理的能力。在實時性要求很高的場合，這顯得尤為重要。通過擴展少量的硬件，不但提高了系統(tǒng)的速度，優(yōu)化了整體性能，而且軟件實現(xiàn)也簡單了許多。 2.1 信號處理板與控制系統(tǒng)的串口通信硬件電路 信號處理板利用擴展的單片機at89c51與基于微機或mcu的控制系統(tǒng)進行全雙工通信。圖4為at89c51的串口通信電路，通過"串口選擇"撥碼開關(guān)選擇是與基于微機的控制系統(tǒng)通信，還是與基于mcu的控制系統(tǒng)通信。 在ibm pc/xt微機系統(tǒng)中，其串口符合rs－232c接口標(biāo)準(zhǔn)。為提高抗干擾能力，rs－232c標(biāo)準(zhǔn)采用負(fù)邏輯，低電平在-5ｖ～-15v之間(通常用-12v表示)為邏輯"1"，高電平在＋5v～＋15v之間(通常用＋12v表示)為邏輯"0"，上述電平稱為eia電平，它與ttl電平和cmos電平不同。為了使at89c51能與微機進行串行通信，可以利用常見的mc1488和mc1489進行電平轉(zhuǎn)換。mc1488把ttl電平轉(zhuǎn)換為rs－232c電平，mc1489把rs－232c電平轉(zhuǎn)換為ttl電平。但由于mc1488和mc1489需要±12v的供電電壓，增加
，最大限度地利用了dsp的高速數(shù)據(jù)處理的能力。在實時性要求很高的場合，這顯得尤為重要。通過擴展少量的硬件，不但提高了系統(tǒng)的速度，優(yōu)化了整體性能，而且軟件實現(xiàn)也簡單了許多。 2.1 信號處理板與控制系統(tǒng)的串口通信硬件電路信號處理板利用擴展的單片機at89c51與基于微機或mcu的控制系統(tǒng)進行全雙工通信。圖4為at89c51的串口通信電路，通過"串口選擇"撥碼開關(guān)選擇是與基于微機的控制系統(tǒng)通信，還是與基于mcu的控制系統(tǒng)通信。 在ibm pc/xt微機系統(tǒng)中，其串口符合rs－232c接口標(biāo)準(zhǔn)。為提高抗干擾能力，rs－232c標(biāo)準(zhǔn)采用負(fù)邏輯，低電平在-5ｖ～-15v之間(通常用-12v表示)為邏輯"1"，高電平在＋5v～＋15v之間(通常用＋12v表示)為邏輯"0"，上述電平稱為eia電平，它與ttl電平和cmos電平不同。為了使at89c51能與微機進行串行通信，可以利用常見的mc1488和mc1489進行電平轉(zhuǎn)換。mc1488把ttl電平轉(zhuǎn)換為rs－232c電平，mc1489把rs－232c電平轉(zhuǎn)換為ttl電平。但由于mc1488和mc1489需要±12v的供電電壓，增加
平的提高，對變電站監(jiān)控保護系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟性、可用性的要求越來越高。變電站遠(yuǎn)方通信技術(shù)成為變電站自動化系統(tǒng)的重要組成部分。現(xiàn)介紹一種應(yīng)用于縣級35 kv等級變電站遠(yuǎn)動通信的設(shè)計方案。1 系統(tǒng)硬件設(shè)計 該系統(tǒng)應(yīng)用于縣級35 kv變電站，變電站的微機保護和監(jiān)控系統(tǒng)采用std總線5000系列工業(yè)控制機，縣調(diào)采用異步串行通信方式接收變電站傳送的信息，采用cdt規(guī)定的幀結(jié)構(gòu)。根據(jù)35 kv變電站的實際情況，以及縣調(diào)的通信要求，決定在原來的基礎(chǔ)上增加兩塊模板，一塊是康拓公司生產(chǎn)的std 5621，雙rs－232c串行通信接口板，另一塊是調(diào)制解調(diào)板。系統(tǒng)以std工業(yè)控制機為主機，通過rs－232串行通信板與縣調(diào)通信。由于變電站與縣調(diào)相距遙遠(yuǎn)，而rs－232c傳輸距離不過幾十米，故在std總線上接調(diào)制解調(diào)器板。由于系統(tǒng)采用遠(yuǎn)動信息以300 bps低速傳輸，所采用的調(diào)制解調(diào)板可設(shè)置為移頻鍵控方式。從調(diào)制解調(diào)板發(fā)出的信息可采用微波信道或電力載波線路傳至縣調(diào)。2 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)軟件設(shè)計采用8086匯編語言編程，編譯后轉(zhuǎn)化為機器語言固化在eprom中，程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此占用的內(nèi)存空間小，運行速度快，可直
統(tǒng)收集、整理后，經(jīng)它的接口傳送到微機子系統(tǒng)處理。 基本i/o子系統(tǒng)及接口，用于實現(xiàn)人-機對話、輸入或改系統(tǒng)參數(shù)、改變系統(tǒng)工作狀態(tài)，輸出檢測結(jié)果、動態(tài)顯示測控過程，實現(xiàn)以多種形式輸出、顯示、記錄、報警等功能。 通信子系統(tǒng)及接口，用于實現(xiàn)本系統(tǒng)與其它儀器儀表、系統(tǒng)的通信與互聯(lián)，依靠通信子系統(tǒng)可根據(jù)實際問題需求靈活構(gòu)造不同規(guī)模、不同用途的微機測控系統(tǒng)，如分布式測控系統(tǒng)，集散型測控系統(tǒng)等。通信接口的結(jié)構(gòu)及設(shè)計方法，與采用的總線技術(shù)、總線規(guī)范有關(guān)。例如有ieee-488(或gp－ib)總線、rs－232c總線、std總線、vxi總線、現(xiàn)場總線等等，總線技術(shù)及規(guī)范不同，需要采用不同的軟硬件接口實現(xiàn)方法，不同的技術(shù)平臺支撐。 數(shù)據(jù)分配子系統(tǒng)及接口，實現(xiàn)對被測控對象、被測試組件、測試信號發(fā)生器、甚至于系統(tǒng)本身和檢測操作過程的自動控制。 接口(interface)根據(jù)實際需要以各種形式大量存在于系統(tǒng)中，接口的作用是完成它所聯(lián)接的設(shè)備之間的信號轉(zhuǎn)換(如進行信號功率匹配、阻抗匹配、電平轉(zhuǎn)換和匹配)和交換、信號(如控制命令、狀態(tài)/數(shù)據(jù)信號、尋址信號等)傳輸、信號拾取，對信息進行必要的緩沖或鎖存，增強微
調(diào)制解調(diào)器與電腦接口實際上也就是調(diào)制解調(diào)器中單片機w77e58與pc機的接口電路，w77e58支持ttl電平，而微機串行通信口rs 232c支持eia電平，因此在實現(xiàn)它們之間的串行通信時，必須設(shè)計電平轉(zhuǎn)換電路，以滿足它們各自的需要。 電平轉(zhuǎn)換電路是指揮中心方調(diào)制解調(diào)器與微機的接口電路，它也是數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)硬件電路(指揮中心方)的一個組成部分。其工作過程如下：由調(diào)制解調(diào)器解調(diào)出來的數(shù)字信號，由單片機處理后，從w77e58的串行通信口2，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換芯片max232、pc機的rs 232c口(db9)和微機內(nèi)部的uart，最后傳遞給cpu，在監(jiān)控平臺上顯示出來。其電路原理圖如圖所示。 調(diào)制解調(diào)器與電腦接口電路 來源:安答
調(diào)制解調(diào)器與pc機接口實際上也就是調(diào)制解調(diào)器中單片機w77e58與pc機的接口電路，w77e58支持ttl電平，而微機串行通信口rs 232c支持eia電平，因此在實現(xiàn)它們之間的串行通信時，必須設(shè)計電平轉(zhuǎn)換電路，以滿足它們各自的需要。 電平轉(zhuǎn)換電路是指揮中心方調(diào)制解調(diào)器與微機的接口電路，它也是數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)硬件電路(指揮中心方)的一個組成部分。其工作過程如下：由調(diào)制解調(diào)器解調(diào)出來的數(shù)字信號，由單片機處理后，從w77e58的串行通信口2，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換芯片max232、pc機的rs 232c口(db9)和微機內(nèi)部的uart，最后傳遞給cpu，在監(jiān)控平臺上顯示出來。其電路原理圖如圖所示。 來源:langen
調(diào)制解調(diào)器和pc機接口的電路圖 如圖為調(diào)制解調(diào)器和pc機接口的電路圖。調(diào)制解調(diào)器與pc機接口實際上也就是調(diào)制解調(diào)器中單片機w77e58與pc機的接口電路，w77e58支持ttl電平，而微機串行通信口rs 232c支持eia電平，因此在實現(xiàn)它們之間的串行通信時，必須設(shè)計電平轉(zhuǎn)換電路，以滿足它們各自的需要。 來源:zhengliping
接收方調(diào)制解調(diào)器電路與戰(zhàn)場傳感器方調(diào)制解調(diào)器電路在單片機和調(diào)制解調(diào)芯片的使用和控制是一樣的。所不同的是：單片機的第二串行口通過電平轉(zhuǎn)換電路與計算機的rs 232c口相連，把接收到的數(shù)字信號傳送給微機。接收方調(diào)制解調(diào)器與單片機的接口電路如圖所示。發(fā)光二極管顯示電路作用也不完全相同，其中d1～d8為接收數(shù)據(jù)顯示，它能把正確接收的數(shù)據(jù)以二進數(shù)的形式顯示出來，d9為系統(tǒng)的電源指示，d10為發(fā)送正確指示，d11為載波檢測指示，d12為數(shù)據(jù)傳送指示。 來源:langen
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