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1、石油仪器2005年第19卷第6期PETROLEUMINSTRUMENTS9开发设计智能遥控采集及编码传输系统设计1[1、2]11陈茂龙刘青昕杨坤影汪钢(1.大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司黑龙江大庆)(2.中国地质大学北京)摘要:智能遥控采集及编码传输系统应用了较新型模数转换芯片Max197、高精度仪表放大器和可靠的PCM编码传输方法,为石油工程测井提供了一种简便可靠和通用的新型测试电路模块。文章分别从硬件设计和软件设计两方面对该系统实现方法进行了介绍。实际应用表明,该系统方便可靠、传输误码
2、率低、满足实际测井需要。关键词:采集;传输;PCM编码;程控放大;单片机中图法分类号:TP368.1文献标识码:B文章编号:10049134(2005)060009030引言随着油田的不断开发,需要测井仪器组合更多的功能,提供更多的井况资料。本文介绍的智能遥控采集及编码传输系统提供了一种应用于石油工程测井领域的简便可靠和通用的新型电路模块。该系统的编码传输部分采用脉冲(PCM)编码,由于目前大庆油田测试分公司有许多测井仪器都采用PCM编码传输,如高[1][2]温超声成像测井仪、小直径超声成像测井仪、小直[3]径二十臂数传井径仪等,因此,该电路可以
3、对现有仪器的电路进行优化、升级和改进。同时,单片机的应用提高了该电路的功能扩展能力和通用性。图1井下仪器电路总体原理框图功放电路组成。开关控制组的作用是通过各个开关的1硬件设计切换,使相应的单片机输入端口(如P2口)的相应位由单片机的串行口中断接收从地面控制面板发送(如P2.0位)由高电平切换到低电平,再由单片机读来的曼码控制信号,从而控制井下仪器完成相应的功能。然后再由单片机预置A/D转换单元,选通相应的A/D转换通道,启动A/D转换。转换完成后把采集的数据读入单片机存储区。经单片机对数据进行预处理后,在需要的时候把预处理的数据送入并锁存在并/串图2遥控发
4、送电路的原理框图转换数据单元。启动传输时钟的控制门信号,把锁存取端口来判断出相应动作的开、关,然后按照相应动作在并/串转换数据单元的数据按时钟发送出去。完成的开、关发送相应的功能控制码。整形电路由两个非编码后的数据通过功率放大单元处理,传送到电缆上门构成。功放电路由一个功率放大三极管构成,以满去。井下仪器电路的总体原理框图如图1所示。足数据码的远程传输要求。1.1遥控发送电路单元1.2遥控接收单元遥控发送电路的原理框图如图2所示。遥控接收单元的原理框图如图3所示。该电路由开关控制组、AT89C52单片机、整形和该电路由限幅、放大、比较器、倒相器、数据码转第一
5、作者简介:陈茂龙,男,1969年生,工程师,1990年毕业于哈尔滨船舶工程学院电子工程专业,现在大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司生产测井研究所从事测井仪器的研发工作。邮编:163453石油仪器10PETROLEUMINSTRUMENTS2005年12月CMOS电平电路和单片机等组成。接收到的数据码先该单元电路由两片74HC165组成,产生16位脉经限幅、放大、比较器和倒相器以后,再由数据码转冲(PCM)编码。由于A/D转换精度是12位,12位数CMOS电平电路把相应波特率的数据码转换成能为单据前需加4位标
6、志位(用来区分8路传感器)。因此,片机串行口直接接收的CMOS电平,输入单片机串行并行数据转串行数据单元采用16位的PCM编码。时口。钟产生单元产生的传输时钟通过控制门之后,送入单片机的T0计数器,由外部计数器计数和两片74HC165来决定串行数据的位数。1.6单片机控制及处理单元单片机控制及处理单元由AT89C52单片机和外围电路组成。作用是首先接收地面发来的曼码控制指图3遥控接收单元原理框图令去执行相应的工作。同时,产生各种控制信号去协限幅电路由两个二极管构成。作用是把输入的信调各单元电路的工作,预置A/D转换单元、选通相应号幅度限制在12V之内。放大电路
7、由集成放大芯的A/D转换通道,然后启动A/D转换,在转换完成后片LM318构成,可以根据实际的需要、传输电缆的远把采集的数据读入单片机,并且进行数据的初步处理,近来适当地调整放大倍数。比较器由LM311构成,与然后再送入数据存储区。最后,在需要的时候把数据参考电平(约为2.7V)进行比较。存储区中的数据加载到并行数据转串行数据单元。数据码转CMOS电平电路是遥控接收电路的关键选取AT89C52单片机是因为考虑到电路的制作部分,该电路的功能是把接收到的数据控制码转换为成本和井下仪器耐高温(125!)的要求。单片机串口可以直接接收的电平信号。它设计精巧、1.7A/D
8、转换单元简
