基于RS－485總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　ICL7135的時(shí)鐘由下位單片機(jī)的ALE 端提供，因?yàn)橄挛粰C(jī)在P0、P2 口沒有擴(kuò)展外圍程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，因此端提供的時(shí)鐘頻率為系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的1/ 12 ;此外，由于前級(jí)放大部分采用AD620 ，它是雙電源供電，所以ICL7135 也是雙電源供電，且他們的電源要求相同。ICL7135 和下位單片機(jī)的連接采用串行連接，如圖5 所示。

　　1.1.4 電源模塊

　　由于系統(tǒng)下位機(jī)位于大壩現(xiàn)場(chǎng)，電源無法從現(xiàn)場(chǎng)取得，必須由上位機(jī)提供，因此電源解決方案如圖6 所示。

　　在主節(jié)點(diǎn)部分，通過總電源處理模塊，將交流220 V 轉(zhuǎn)換為直流12 V ，上位機(jī)的電源由自身的5 V 穩(wěn)壓模塊提供，通過總電源線將12 V 直流輸送到下位機(jī)，下位機(jī)及其外圍器件所需的電源都由下位機(jī)的電源模塊提供，個(gè)別器件所需的特殊電壓，由專用模塊獲得。

1.1.5 通信模塊

　　總線采用雙絞線差分傳輸方式，可連接成半雙工和全雙工方式，最遠(yuǎn)傳輸距離為112 km. 系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信采用半雙工通信方式，即整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中任一時(shí)刻只能由一個(gè)節(jié)點(diǎn)成為主節(jié)點(diǎn)，處于發(fā)送狀態(tài)，并向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，其他的節(jié)點(diǎn)都必須處于接收狀態(tài)，如果2 個(gè)或2 個(gè)以上節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，將導(dǎo)致所有發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)失敗，因此通信網(wǎng)一般采取主從式即主節(jié)點(diǎn)控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信時(shí)序，使總線上的各節(jié)點(diǎn)分時(shí)使用總線，解決總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臎_突。

　　總線驅(qū)動(dòng)芯片選用RS - 485 接口芯片SN75LBC184 ，它采用單一電源，電壓為3～515 V 時(shí)都能正常工作。與普通的芯片相比，它不但能抗雷電的沖擊，而且能承受高達(dá)的靜電放電沖擊，片內(nèi)集成4 個(gè)瞬時(shí)過壓保護(hù)管，可承受高達(dá)的瞬態(tài)脈沖電壓，因此它能顯著提高防止雷電損壞器件的可靠性。對(duì)一些環(huán)境比較惡劣的現(xiàn)場(chǎng)，可直接與傳輸線相接，而不需要任何外加保護(hù)元件。該芯片還有一個(gè)獨(dú)特的設(shè)計(jì)，當(dāng)輸入端開路時(shí)，其輸出為高電平，這樣可保證接收器輸入端電纜有開路故障時(shí)，不影響系統(tǒng)的正常工作。另外它的輸入阻抗為RS - 485 標(biāo)準(zhǔn)輸入阻抗的2 倍（ ≥24 kΩ） ，故可以在總線上連接64 個(gè)收發(fā)器。芯片內(nèi)部設(shè)計(jì)了限斜率驅(qū)動(dòng)，使輸出信號(hào)邊沿不會(huì)過陡，使傳輸線上不會(huì)產(chǎn)生過多的高頻分量，從而有效扼制電磁干擾。總線驅(qū)動(dòng)芯片和單片機(jī)的連接采用間接連接，如圖7 所示。

　　圖7 　總線驅(qū)動(dòng)芯片和單片機(jī)間的間接連接圖