一種80C198單片機測控通用系統(tǒng)

摘要：介紹了一種以80C198單片機為中央處理器的測控通用系統(tǒng),給出了系統(tǒng)的硬件原理圖及常用軟件流程圖,并闡述該系統(tǒng)通用性及特點,以供自動測控設計人員參考.
關鍵詞： 單片機    測控系統(tǒng)    通用性 

    各種測控系統(tǒng)和智能儀器、儀表基本組成包括：傳感器、計算機系統(tǒng)、執(zhí)行器?，F(xiàn)在，傳感器、執(zhí)行器的通用性越來越好，設計自動測控系統(tǒng)或智能儀器儀表有標準的4～20mA或0～10mA的標準信號輸出的傳感器和接受標準驅動信號的執(zhí)行器供選擇，因此，設計者只需設計計算機系統(tǒng)部分，計算機系統(tǒng)基本結構是一致的，僅涉及到具體芯片選擇，實現(xiàn)途徑大同小異，加之單片機技術的迅猛發(fā)展，其集成度越來越高，功能越來越強，接口更容易，如80C198，內部有4個帶采樣保持的10位A/D通道，4個高速觸發(fā)輸入通道，6個高速脈沖發(fā)生器的輸出可以觸發(fā)外部事件。一套設計完善的計算機系統(tǒng)便具有極好的通用性。下面介紹一種比較完善的80C198單片機測控系統(tǒng)。 

2　系統(tǒng)硬件電路原理圖及說明

    系統(tǒng)主要由傳感器及濾波電路、80C198單片機、存儲器、鍵盤/顯示器、打印機、執(zhí)行機構及報警裝置、串口通訊、模擬信號輸出等組成，其結構原理如圖1所示。



圖1　系統(tǒng)硬件原理圖 

存儲器擴展電路：80C198內部存儲器容量太小，擴展了一片27C128EPROM和一片DS12887帶日歷EPROM(可用28C64換，電路不變)，EPROM中存放測控程序。

鍵盤/顯示器電路：系統(tǒng)采用81C55芯片擴展I/O接口，81C55可擴展三個8位并行口：PA、PB、PC，系統(tǒng)可擴展6×8鍵盤和8位8段共陽(陰) 極LED段顯示器，PB口為鍵盤行輸出口，PA口為列輸入口，PC口為顯示器段選口，LED段及位選信號均由373驅動鎖存。

模擬信號輸出電路：系統(tǒng)利用80C198內部的PWM波特率發(fā)生器(占空比5∶2)，經CD4049緩沖器，RC阻容濾波器和集成電壓/電流轉換器 (AD694)，輸出4～20mA標準信號(改變AD694接法，可輸出0～10mA)，以供外接計錄儀用，或作為模擬量控制的調節(jié)器的控制信號。

串口通訊：系統(tǒng)采用含有一個驅動器和一個接收器MAX系列芯片，用于RS485標準和RS422標準通訊。若采用MAX1480，可構成完整的電隔離的RS485/RS422數(shù)據通訊接口。 

3　常用軟件流程圖(如圖2)



圖2　軟件流程圖 


4　系統(tǒng)通用性說明 

該系統(tǒng)資源豐富：80C198的ACH4～ACH7四個采樣保持的10位A/D通道，可適用于1～4個物理量的檢測，HS0.0～HS0.3 4個高速輸出通道可供1～4個物理量的控制或報警。 

該系統(tǒng)可移置性好：一種測控系統(tǒng)，只需替換傳感器及執(zhí)行器，計算機硬件不變，軟件作少量修改，便是另一種測控系統(tǒng)。如我單位專利產品“紙漿濃度測控系統(tǒng)” (由濃度傳感器，該計算機系統(tǒng)及電動調節(jié)閥三部分組成)，只需將濃度傳感器換成壓力傳感器，電動調節(jié)水閥換成電動蒸汽調節(jié)閥，軟件略做改動便可用于蒸汽壓力測控。

該系統(tǒng)擴展性好：由于該系統(tǒng)有4個采樣通道和4個輸出通道供選用，系統(tǒng)功能便可多可少，其擴展性強。如果“紙漿濃度測控系統(tǒng)”中增加流量測量，便構成紙漿計量系統(tǒng)。而且該計算機可同時用于幾個物理量的測控(如濃度、壓力、液位等)，只要所測物理量不超過4個，控制動作不超過 4個。 

5　結束語

    我單位利用該計算機系統(tǒng)開發(fā)的7種測控系列產品，在全國造紙廠使用近千套，使用效果理想，為單位及紙廠帶來較大的經濟效益和社會效益。

參考文獻

1　張幽彤，陳寶江編.MCS8098系統(tǒng)實用大全.北京：清華大學出版社，1993.9.
2　李杏春，徐平，李華，趙嘉蔚編.80C198單片機原理及實用接口技術.北京：北京航空航天大學出版社，1996.5.