孟庆波，曲素荣，芮 红，崔 刚

(郑州铁路职业技术学院，河南 郑州 451460)

三级控制的AT89C系列多单片机系统设计

孟庆波，曲素荣，芮 红，崔 刚

(郑州铁路职业技术学院，河南 郑州 451460)

采用AT89C系列单片机构成三级驱动的主控制器、分支控制器、终端控制器大型集散控制系统，实现了大规模、中距离、高速率、低成本的多机串行通信。

AT89C；单片机；三级控制；RS-485；集散控制

目前，集散控制系统DCS在现场应用非常广泛。基于RS-485通信方式，采用AT89系列C52、C51、C2051单片机组成一个多机系统。该系统的通信特征为串行通信、一主多从、半双工，其构建方式对相关技术开发具有一定的借鉴价值。

1 主控制器

主控制器的设计如图1。

图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，模拟多路器4052选通两路MAX491的信号，把采集的数字信号传送到89C52的RXD和TXD，用来选择通道，连接P2.6和P2.7口。

2 分支控制器

分支控制器的设计如图2。

图2 分支控制器

分支控制器所采用的主要芯片见表2。

表2 分支控制器所采用的主要芯片

与表1的AT89C52单片机相比较，表2中的AT89C51具有 RAM 空间减小，内部Flash减小以及中断源减小的优点。但AT89C52单片机也有自己的优点，其性价比很高，在构造重复性强的大型系统时，可大大压缩生产成本。

3 终端控制器

终端控制器的设计如图3，其结构简单，主要包括89C2051最小单片机系统、收发器MAX491等，成本较低，开发与试验比较容易。

图3 终端控制器

4 结语

表3对本研究所采用的三款AT89C系列单片机进行了对比。选型原则是：根据用户需求，进行系列化组合，以提高系统的稳定性，方便设计、调试和维护，并有效控制成本支出。

表3 AT89C系列单片机功能比较表

AT89C52AT89C51AT89C2051位数CMOS8位Flash闪速存储器8K字节4K字节2K字节内部RAM256字节128字节128字节I/O口32个32个15个定时/计数器3个16位2个16位2个16位中断1个6向量两级中断1个5向量两级中断1个5向量两级中断全双工串行通信口1个1个1个片内振荡器及时钟电路有

另外，在大型集散控制系统中，分支控制器数量多、分布范围大,终端控制器可能距离主机较远,RS-485的最大传输距离在1000米左右，比较适合构建此类系统。本研究采用RS-485构成干线及支线的串行通信总线，实现了一主机和多单片机之间的大规模、中距离、高速率、多点通信，该系统构建方式对相关技术开发具有一定的借鉴价值。

[1]张友德,赵志英,涂时亮.单片微型机原理、应用与实验，2版[M].上海:复旦大学出版社,2010.

[2]张毅刚,彭喜源,谭晓军.MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,1997.

[3]王建玲,杨成利.应用CD4052扩展单片机串行口[J].河南机电高等专科学校学报,2005,13(3):17-18.

[4]孟庆波,常玉华. 基于AT89C系列单片机的大型电子投票表决系统的设计[J].郑州铁路职业技术学院学报，2013, 25(1):34-36.

[责任编辑：赵 伟]

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

孟庆波(1973—)，男，河南孟津人，郑州铁路职业技术学院电气工程系副教授，工学硕士，研究方向为电力电子技术及变频调速。

TP29

A

1008-6811(2017)02-0001-02