孟慶波，曲素榮，芮 紅，崔 剛

(鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 451460)

三級(jí)控制的AT89C系列多單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

孟慶波，曲素榮，芮 紅，崔 剛

(鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 451460)

采用AT89C系列單片機(jī)構(gòu)成三級(jí)驅(qū)動(dòng)的主控制器、分支控制器、終端控制器大型集散控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模、中距離、高速率、低成本的多機(jī)串行通信。

AT89C；單片機(jī)；三級(jí)控制；RS-485；集散控制

目前，集散控制系統(tǒng)DCS在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用非常廣泛?；赗S-485通信方式，采用AT89系列C52、C51、C2051單片機(jī)組成一個(gè)多機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的通信特征為串行通信、一主多從、半雙工，其構(gòu)建方式對(duì)相關(guān)技術(shù)開發(fā)具有一定的借鑒價(jià)值。

1 主控制器

主控制器的設(shè)計(jì)如圖1。

圖1 主控制器

表1列出了主控制器所采用的主要芯片。

表1 主控制器所采用的主要芯片

其中，模擬多路器4052選通兩路MAX491的信號(hào)，把采集的數(shù)字信號(hào)傳送到89C52的RXD和TXD，用來(lái)選擇通道，連接P2.6和P2.7口。

2 分支控制器

分支控制器的設(shè)計(jì)如圖2。

圖2 分支控制器

分支控制器所采用的主要芯片見表2。

表2 分支控制器所采用的主要芯片

與表1的AT89C52單片機(jī)相比較，表2中的AT89C51具有 RAM 空間減小，內(nèi)部Flash減小以及中斷源減小的優(yōu)點(diǎn)。但AT89C52單片機(jī)也有自己的優(yōu)點(diǎn)，其性價(jià)比很高，在構(gòu)造重復(fù)性強(qiáng)的大型系統(tǒng)時(shí)，可大大壓縮生產(chǎn)成本。

3 終端控制器

終端控制器的設(shè)計(jì)如圖3，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要包括89C2051最小單片機(jī)系統(tǒng)、收發(fā)器MAX491等，成本較低，開發(fā)與試驗(yàn)比較容易。

圖3 終端控制器

4 結(jié)語(yǔ)

表3對(duì)本研究所采用的三款A(yù)T89C系列單片機(jī)進(jìn)行了對(duì)比。選型原則是：根據(jù)用戶需求，進(jìn)行系列化組合，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，方便設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)，并有效控制成本支出。

表3 AT89C系列單片機(jī)功能比較表

AT89C52AT89C51AT89C2051位數(shù)CMOS8位Flash閃速存儲(chǔ)器8K字節(jié)4K字節(jié)2K字節(jié)內(nèi)部RAM256字節(jié)128字節(jié)128字節(jié)I/O口32個(gè)32個(gè)15個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器3個(gè)16位2個(gè)16位2個(gè)16位中斷1個(gè)6向量?jī)杉?jí)中斷1個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷1個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷全雙工串行通信口1個(gè)1個(gè)1個(gè)片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路有

另外，在大型集散控制系統(tǒng)中，分支控制器數(shù)量多、分布范圍大,終端控制器可能距離主機(jī)較遠(yuǎn),RS-485的最大傳輸距離在1000米左右，比較適合構(gòu)建此類系統(tǒng)。本研究采用RS-485構(gòu)成干線及支線的串行通信總線，實(shí)現(xiàn)了一主機(jī)和多單片機(jī)之間的大規(guī)模、中距離、高速率、多點(diǎn)通信，該系統(tǒng)構(gòu)建方式對(duì)相關(guān)技術(shù)開發(fā)具有一定的借鑒價(jià)值。

[1]張友德,趙志英,涂時(shí)亮.單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)，2版[M].上海:復(fù)旦大學(xué)出版社,2010.

[2]張毅剛,彭喜源,譚曉軍.MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1997.

[3]王建玲,楊成利.應(yīng)用CD4052擴(kuò)展單片機(jī)串行口[J].河南機(jī)電高等專科學(xué)校學(xué)報(bào),2005,13(3):17-18.

[4]孟慶波,常玉華. 基于AT89C系列單片機(jī)的大型電子投票表決系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013, 25(1):34-36.

[責(zé)任編輯：趙 偉]

Multi-machine System Design of AT89C Series SCM based on Three-stages Control Strategy

MENG Qingbo, QU Surong, RUI Hong, CUI Gang

(Zhengzhou Railway Vocational and Technical College，Zhengzhou 451460, China)

Using AT89C series SCM, the paper constructs a large-scale DCS system driven by three stages which comprise the main controller, the branch controllers and the terminal controllers. The objectives of multi-serial communication with large-scale, middle distance, high-speed, and low-cost are achieved.

AT89C;MCU;three-stages control; RS-485;DC

2016-09- 29

孟慶波(1973—)，男，河南孟津人，鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系副教授，工學(xué)碩士，研究方向?yàn)殡娏﹄娮蛹夹g(shù)及變頻調(diào)速。

TP29

A

1008-6811(2017)02-0001-02