32通道开关信号采集系统的设计与实现
2．1开关量信号采集电路
开关量信号采集电路是实现将现场的各路开关量信号采集送入处理芯片内，实际设计中采用增强型STC89C51单片机。现场32路开关量信号接入卡件测量端子，由于考虑到现场信号的波动和干扰，为了保证系统稳定、可靠运行，防止各类现场及电源干扰对系统的影响，通道中采用了光电耦合器，将卡件内部与现场输入信号进行隔离，从而实现信号的准确测量。实际设计中，采用了TLP521—4型光电耦合器，卡件测量通路的结构框图如图2所示。经过光电耦合器隔离转化后的信号，通过双向总线驱动器与处理芯片的数据总线相连接，将数据送入处理芯片STC89C51中进行处理。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/175838.htm
2．2 RS-485通讯电路
RS-485通讯电路的主要作用是将开关量输入数据上传给上位机，从上位机接收开关量输出数据，并和上位机保持实时通信。单片机串口信号TXD和RXD以及控制信号P4．2与SN65ALS176D连接。SN65ALS176D是SN5176行业标准范围内的差分数据线收发器。采用这类电路可提供可靠的低成本的直连(不带绝缘变压器)数据线接口，不需要任何外部元件，就可以完成将RS-485总线标准信号发送到Modbus网络中。
2．3 单片机系统
处理芯片选用增强型STC289C51，具有超强抗干扰能力，可抵抗4 kV快速脉冲干扰(EFT)，抗静电能力强，超宽工作电压范围可达5．5～3．4 V(5 V单片机)。而且，内部电源供电系统经过特殊处理，大大的降低了电源带来的外部干扰。片上集成大容量的RAM (1280)个字节。趟低功耗，Power Down0．1μA，可外部中断唤醒，中断优先级可设置成4级(IP，IPH，并增加2个外部中断，Int2／P4．3，Int3／P4．2)，还集成了8位A／D转换器。STC89C51的较小的封装和极低的功耗使其可理想地用于小型系统中，如访问、控制。同时，由于在系统运行中各种干扰等因素的影响，往往会引起程序运行出现死循环后跑飞现象，系统中还采用了内部的watchdog电路。
2．4 通讯接口电路
为了使测量卡件能够有效的将采集到的数据发送给控制器，卡件设计了UART串口电路。通过串口，卡件可根据上位机的操作命令，完成有关的数据传送、参数渊整和时钟校对等任务。卡件采用RS-485通讯，它是专为串行通讯模式设计的，输出端还接有稳压管保护电路，接口电路如图3所示。卡件模块及其外接电路引脚卡件通过专用引脚与卡件底板相连接，以传输采集到的信号。
2．5 人机接口
卡件采用串口通讯与控制器通讯，再将测量的信号上传到上位机，由上位机的组态画面显示，人机界面友好，数据可用于系统组态、历史数据查询等操作，同时可以实现过程控制SOE查询，通过与其配套使用的SOE软件，可实现去除抖动、削峰、削谷等功能，实现了SOE事故追忆和查询，其精度可达到1 ms级。
2．6 扩展接口
卡件带有扩展接口，可以扩展为64通道开光量信号采集卡或者32通道开关量信号采集和16通道开关量控制卡。
3 采集卡软件设计
卡件软件设计采用模块化结构。全部软件包括主程序、中断服务子程序等。其中主程序用来巡回检测和执行上位机送来的命令。中断服务子程序分为溢出中断子程序和串行口中断子程序，前者用于开关量跳变信号的采集，后者用于接收上位机发来的数据。
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