基于AT89C52網絡監控系統的設計與實現

AT89C52單片機控制系統采用計算機與AT89C52單片機所構成的多種微處理芯片混合的主從系統，教師機是系統的上位機，實現人機交互和數據交換、檢索、存儲、處理、更新圖形的顯示，對下位機(即學生機)的控制和通信等控制。學生機完成數據的采集和信號的處理。教師機作為主機，學生機作為從機。主從機間的通信方式采用串行口方式。每一個訓練或鑒定工位均有獨立的學生機和彩色電視機，每臺學生機之間通過網線互聯。學生機通過繼電器控制彩色電視機故障點的狀態。
AT89C52單片機控制系統需要進行軟、硬件開發。與單個獨立單片機系統不同，網絡中單片機不僅要按預先設計的程序工作，更多時候需要根據來自上位機的控制指令適時調整工作程序。實操訓練或考試時下位機主要功能如下：
(1)作為上位機的終端；
(2)作為電子設備控制器；
(3)提供考生交互界面；
(4)其他監考服務。

2 通信接口設計
通信接口是單片機控制系統的重要組成部分。單片機與計算機之間不斷地進行信息交換和傳輸，而這種信息的交換和傳輸都必須通過通信接口和數據總線來實現，通信接口器件和總線的合理選擇是單片機控制系統中數據交換和傳輸順利進行的前提和保障。
該系統采用RS 485總線組網，上位機通過串行接口經標準RS 232總線和RS 232／RS 485轉換器將RS 232標準電平轉換為RS 485標準電平與考生的下位機端通信；在下位機端SN75176將RS 485標準電平轉換為TTL電平接入處理器的異步串行通信口(UART)，實現RS 485網絡的半雙工通信。
RS 232／RS 485轉換器采用市場上即插即用型的產品，本身已經實現智能控制收發使能，無須更改任何上位機硬件。上位機最多可連接32臺下位機，如果在下位機端采用SN75184則上位機最多可連接64臺下位機。
RS 485接口電路的設計要充分考慮線路上的各種干擾及線路特征阻抗的匹配。信號在傳輸過程中會產生電磁干擾和終端反射，使有用信號與干擾信號在傳輸線上相疊加，當干擾太大時，可導致通信無法進行。該系統選用SN75176 RS 485接口芯片，RS 485總線網絡的通信介質采用帶有屏蔽層的雙絞線，并在傳輸線末端各安裝120Ω匹配電阻，以消除傳輸線上信號的反射，通信距離可達到1 200 m。

3 通信協議
RS 485接口的軟件設計對系統聯網的可靠性有很大的影響。由于RS 485總線是異步半雙工的通信總線，在某一時刻總線只可能呈現一種狀態，所以這種方式使用于上位機與下位機的查詢方式通信，為了協調總線的分時復用，必須制定一套合理的通信協議，以保證數據通信的正常進行。本系統通信協議是：波特率約定為9 600 b／s，Tl工作于方式2，初值為FDH，SMOD=O。串行口初始化為方式3。通信格式要求如下：
通信數據格式總共24 b(二進制)，8 b識別碼，8 b控制指令代碼，8 b故障點代碼，格式如下：

規定如下：
識別碼為下位機地址碼，地址范圍為70H～88H。控制指令代碼為：字符“1”表示故障點短接，ASCII碼為“31H”；字符“O”表示故障點斷開，ASCII碼為“30H”。
(1)上位機狀態字：

bo：發卷指令標志1，無發卷指令標志0；
b1：開考指令標志1，無開考指令標志O；
b2：答題查詢指令標志1，無答題查詢指令標志0；
b3：強行中止答題指令標志1，無強行中止答題指令標志O；
b4：恢復答題指令標志1，無恢復答題指令標志0。