基于51單片機構成的工業控制系統

摘要：本文介紹了一種基于51單片機構成的工業采集控制系統，此系統滿足一般過程控制及數據采集等控制系統的需妻，可作為下位機并與labview或VB等編程系統組成的上位機通過RS232進行控制和數據采集，實踐證明此系統不僅體積小、成本低，而且是一種運行可靠、安全、高速的控制系統。
關鍵詞：MCS-51；數據采集；過程控制；labview

0 引言
近年來自動化控制領域日新月異，諸如PLC、DCS、PAC等控制系統層出不窮，但是諸如此類的控制系統的應用需要相對昂貴的成本，一方面為了方便客戶使用，控制系統生產廠家極力推行自己的編程語言，而在科研領域，大部分科研人員都已熟練掌握了C語言、VB等編程語言，一些科研項目的建設完全沒有必要采用PLC、DCS等動輒幾萬甚至幾十萬元的控制系統作為一次性的試驗投入。因此本文介紹一種基于51單片機構成的工業控制采集系統，成本不足千元，并且可以滿足相當一部分工業控制采集系統的需要。

1 系統組成
本系統由以下芯片組成：一片89C52單片機(限于篇幅，管腳說明見參考文獻)、兩片MAXl86AD采集、兩片74HC573作為開關量輸出鎖存、兩片74LS245作為開關量輸入信號緩沖、一片MAX232C用于與上位機通訊。16個采集通道部分原理圖如圖l所示。

MAXl86CS片選信號接單片機P2．7口，P2口一共可以接四片MAXl86，分別接P2．7、P2．6、P2．5、P2．4，如果需要更多的模擬量采集則需要使用74HCl38來進行譯碼，以擴展單片機接口，不過系統運行速度會減慢。
開關量的輸入采用74LS245進行緩沖，每片74LS245外部可以連接8個開關量輸入信號，緩沖器74LS245的CS片選信號接單片機P3的空引腳，例如P3～5位，當需要更多的開關量輸入信號時候可增加一片74LS245，將片選信號端接單片機P3口剩余的空引腳，如果空引腳不足，則需要將各片選信號接74HCl38譯碼器來根據需要擴展。
圖2所示為一片74LS245組成的8個開關量輸入通道。

開關量的輸出采用74HC573進行鎖存，每片74HC573可以輸出8個開關量信號，通過三極管8150放大信號后驅動繼電器線圈，如圖3所示。