《基于单片机的远距离自编码数据采集系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的远距离自编码数据采集系统设计（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第9 届全国 核电子学与核探浏技术学术年会论文集 P r o c e e d in g s o f t h e 9 t h N a t io n a l C o n f e r e n c e o n N u c le a r E le c tr o n ic s & N u cl e a r D e t e c ti o n T e cl mlo g y 基于单片机的远距离自编码数据采集系统设计 李树华 高翠山 ( 中 科院 商能物理研究所， 北京， 1 0 0 0 3 9 ) 本文介绍 一种在远距离数据采集系统中. 为了 提高抗干扰和可拿性， 利 用单片机和P C 机进行传 愉信号 自
2、编码. 解码的电 璐设计。 本系统在北京谱仪的旅设电 子学系统中， 对沮度和电压的监控有且要宜义。 关健词: 单片机串行总线 C A M A C 1 概述 族设电 子学是北京谱仪电 子学中的宜要组成部分. 为了保证族设电 子学系统中的一万二 千多路信号能正常工作. 需要对谱仪大厅内 部2 8 个机箱的1 4 0 路信号进行监侧。 而电 子学间 和大厅有一定的距离. 并且在B E P ! 开机后， 不能进人。 就是在这种情况下， 设计了 本系 统。 由 于大厅中 有各种千扰和嗓 声. 要求系 统在设计过程充分考虑抗干扰和抗嗓 声。 所以， 盛 个系统利用光电 藕合器件， 采用电 流回 路编制 宽
3、的申行信号来传送信息。 用单片机接收串 行信 号， 井解码， 通过电 流回 路来传箱P C 的命令和所要选中的 地址。 而单片机将P C 机所要求的信 号送回到 P C机。 2 工作原理 整个系 统分为三个部分。 第一部分 是控制室中的电子学分， 这是以P C 机 为主体的 监控和处理电 路. 它通过发送 电 路来控制并与M C S 5 1 单片机联系 ， 并通过棋致转换电路将M C S 5 1 发送来 的模拟信号变为P C机可处理的教字信 号， 并进行处理. 第二部分是大厅中的电 路部分.由 分布在2 8 个C A M A C机箱 的2 8 片M C S 5 1 电路构成. 完成将l.8 个
4、机箱的1 4 0 路信号按P C 机的 命令分 别送回 控制室的作用。 第三部分是通信 困1 】 M A抽接口 卡 部分， 只用一根电缆构成回路就完成了通信， 结构简单. 系统在设计过程中， 为了 使整个系 统的稳定性加强。同时利用对采样时间要求不高的特 点。 这里采用自己 编制串 行信号的 方法.同时利用电流回路加强了 抗干扰性能。 这里的信号 可以 任意编制宽度。 整个系统在上电自 检完成后， 可在P C的 控制下可靠的工作。 3 1 2 3 硬件设计 整个硬件系统包括两个部分.一是 位于P C机内基于I S A总线的电路接口 卡。 另外一部分是在C A M A C 机箱内的 由2 8 块
5、电路板组成的信号接收和发送 系统。 整个系统框图如图1 、 图2 . 其中， 在P C内的插卡上主要由编 码电路和A / D转换电路组成。 这里利用 T I L 1 1 3 作为电流产生器件， 由两片 T I L 1 1 3 构成电 流回 路前端的发送电路。 将。 . 1 数字信号转化为电 流信号. 完成 信号的发送， 在远方的接收电路， 利用 4 N 2 5 将电流解释为。 . 1 信号。 这里， 图2 C A M A C机箱内M C S -5 1 C A M A C标准板 T I L 1 1 3 主 要是用来将P C 的 命令信号转化为 电流并发送。 而在大厅的C A M A C 机箱中的
6、电路就是 完成信号的接收和完成P C 机命令的 任务。 这 一部分电路以M C S 5 1 为核心， 利用4 N 2 5 和 7 4 0 4 来完成将电流信号转化为教字信号。 M C S -5 1 接收并处理此信号。 从而来进行远 距离传输. 利用此电 路可以将P C 机的 数字信号编制 成任意宽度的串行信号。 这主要由 软件完成。 P C机发送信号。 M C S -5 1 接收并处理信号。 并根据命令将1 4 0 路信号之一送回P C . P C 利 用 卡 上A / D 将 模 拟 信 号 转 化 为 数 字 信 号 ， P C 图 3 P C 机 软 件 框 图图 4 M c 5 - s
7、 1 软 件 框 图 机读入信号. 并进行处理。 从而， 利用这两部分电 路就完成了 命令信号的编码和模拟信号的 采集。 并且， 利用电流传 输提高了抗干扰和可靠性， 减少了 误码率。 另外， 为了能使MC S - 5 1 可靠复位。 这里还专门 设计了一个复位电路， 使得M C S -5 1 能 在远端P C 机的 控侧下可靠复位。 从而， 保证系统能可靠工作。 4 软件设计 软件也是由】 机和M C S -5 1 单片机内的软件构成。 P C 机的软件主要完成命令信号的编码和发送， 并且处理M C S -5 1 送来的信号。 这里命 令信号包括5 位地址， 3 位 道号和1 位校验码。 P
8、 C 机软件将井行命令信号编码， 并转化为发送 电路可以发的信号。 然后. P C机将信号转化为串 行信号， 并转化为电流信号发送。 编码过程 3 1 3 中， 首先将命令信号从存储区中 取出， 然后将信号逐位编制。 将编制后的信号转化为串 行的信 号从发 送电路发 送。 然后. P C 机等待接收送回 信号并进行数字滤波处理， 然后存储， 显示。 P C 机软件框图 如图3 . M C S 5 1 的 软件主要接受并解码P C 机发来的信号， 接受 命令并且执行。 2 8 个机箱中 的1 4 0 路 信号 主要由 单片 机识别并按P C 机的 控例协调工 作。 M C S -5 1 软件 框
9、图 如图4 . 总 之， 在硬件电 路的 墓础上. 通过 软件编码， 解码并在P C 机的 控制 下， 使的由M C S -5 1 单片机的 远方系统能够很好的与P C 机协调， 息定的工作。 T h e D e s ig n o f L o n g D is t a n c e D a t a C o ll e c t i o n S y s t e m b y S e lf - C o d 吨 B a s e d o n C h 扣Mi c r o p r o c c e s s o r L i S h u h u a G a o , C u i s h a n ( I n s t i t
10、 u t e o f l f ig h E n e r g y 外州。. A c a d e m ia S in i n. B e i j 吨 . 1 0 0 0 3 9 ) A c i r c u i t d e si g n u se d恤l o n g d i s t a n c e d a t a c o ll e c t io n s y s t e m, f o r ra is in g t h e r e lia b il it y a n d r e s is t i n g t h e in t e r f e r e n e e b y. 心 - o d i n g b a
11、 s e d. 】 a n d c h i p im p o r t a n t t o s u p e r v is e t h e v o l t a g e s a n d t e m p e r a t u r e s is in t r 司“ 司 运山 e p a p e r . T h e s y s te m i s C o u n t e r e l e c t r u n i e s s y s t e mJB E S . ( K e y Wa 山: Oip m icr o p r o c e s s o r趾山1 b u s i n t h e S h o we r C A
12、MAC) ( 上接第3 3 8 页, co n t in u e d f r o m p a g e 3 3 8 ) F i e l d b u s T e c h n o lo g y i n A c c e l e r a t o r C o n t ro l T a n g S h u mi n g ( I n s t i t u t e o f H i g h E n e r g y P h y s ics, A c a d e m ia S m it e , B e i j in g . 1 0 0 0 3 9 ) 人 h 目， . d S in c e e i g h t i e
13、s t o . t h e c o m p u t e r t o 山 n o l o g y , n e t w o r k e a a m ,n i c e t io n a n d U L S I t e c h n o l o g y h a v e 伙 。 d e v e lo p i n g ra p id l y . T h e le v e l jc o n t r o l 坛 in d u s t r ie s a n d s c ien t ifi c e x p e r i m e n ts h a s b e e n u p g r a d e d a c c o r
14、d i n g l y , ，目 日 t o 口 招 吧 tt 加切 。 旧. 叫 到 沟 u b e m e n t s f o r . 城 。 口 . 山。 . 丁 h e c o nt r d” ， . b 民 阅e 倪v i c e s 认c o n t r d好 ,s t e m s b s a m e m o r e a n d m o r e i n t e 呛 e n tH o v r e v e r t 玩 c a s t 讨 m e m o r e c o m p 垃 s a t e d i t h e rC S f l ti wr i b a t 已 r -日 S y s t e m ) is q u i t e e x p e n si v e a n d t h e p e r i o d o f s y s t e m i n t e g r a t ion i s v e r y l o n g . M a r e t h a n t e n p r o t o co l s o f F i e l d b u s 3 1 4
