李高峰

（青岛艾诺智能仪器有限公司，山东 青岛 266101）

在工业现场应用中，控制系统往往需要多组开关量输出和输入，既要求安全电气隔离，又要求远距离控制，还要求抗干扰性能强。本文设计了一种基于STC8F单片机的开关量控制系统，可较好地解决上述问题。

1 总体思路

以STC8F单片机为核心，用16路IO口控制16路继电器开关量输出，用另外16路IO口控制光耦开关量输入，通过RS485串口和外部通信。

2 硬件设计

2.1 STC8F单片机简介

STC8F系列单片机是STC公司的新一代产品，特点为：①超高速8051内核，指令代码完全兼容传统8051，支持在线仿真。②最大64 K字节FLASH，可擦写100 000次以上，支持在系统编程（ISP），2 K字节内部扩展RAM。③多个定时器，多个串口，多组GPIO。集成可编程的时钟、电压监控复位电路。④宽电压，宽温度，抗干扰，价格低。

2.2 控制模块

控制模块如图1所示。

J1为电源输入，可使用DC5V/1A适配器供电，有滤波电容C9和保护用TVS1。因适配器基本都是开关电源，C9没有使用太大的电容。U1为STC8F2K64S2-LQFP44单片机，是系统的控制核心。因其内部集成的晶振精度及温漂不太理想，为减小串口波特率的误差，使用了外部晶振Y1。使用了其内部集成的可编程电压监控复位电路，没有使用单独的外部复位电路。P5.4控制指示灯，用来指示本机状态，比如正常、通信故障等。DO[0..15]为16路输出IO，驱动后级开关量输出继电器阵列，单片机内部可配置为推挽输出模式。DI[0..15]为16路输入IO，来自开关量输入光耦阵列，单片机内部可配置为准双向弱上拉模式。J2为串口UART1（RXD1、TXD2），用于下载程序和仿真调试。串口UART2（RXD2、TXD2、REN/DE）接后级RS485模块，作为从设备与外部主机通信。……