一种通用模拟量与开关量信号采集板卡设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com一种通用模拟量及开关量信号采集板卡的设计许双双(天津铁路信号有限责任公司，天津~00300)摘要：为实现铁路信号电源屏模拟量及开关量信号采集的通用性，开发了以STcI2C5A08S2型单片机为控制核心的采集板卡。板卡通过调整斜率的方式校准采集数据，可通过ES--485接口、Modbus--ETU协议与工控机或Htvll进行通信。关键词：采集板卡；通用；单片机；通信Abstract：Forrealizingthesignalacquisitionuniversalityofanalogsignalsanddigita

2、lsignalsofrailwaysignalpowersupplypane1．theacquisitionboardisdesignedbasedonSTC12C5A08S2single—chipmicrocomputerasthecontrolcore．TheboardcalibratescollecteddatabyadjustingitsslopeandcommunicateswithIPC(IndustrialPersonalComputer)orHMIthroughRS一485interfaceandModbus-RTUprotoco1．

3、Keywords：acquisitionboard；universality；single—chipmicrocomputer；communicationDoI：10．3969~．issn．1673—4440．2014．05．027集路数少的情况下，空闲路数多，浪费资源。为实现1概述电源屏模拟量及开关量信号采集的通用性，开发了一天津铁路信号有限责任公司生产的铁路信号电种通用模拟量及开关量信号采集板卡，并采用统一的源屏原有监测单元电路板种类多(交流电压、交流电RS-485通信接口和MODBUS—RTU协议，增强信流、直流电压、直流电流、开关量采集电路板

4、)，不息传递的稳定性、互换i!生，可与相关上位机互联。其利于生产管理及售后现场维护；在电源屏容量小、采采集电路如图1所示。电压互／传感器电流互／传感器管脚GND图1模拟量电压、电流及开关量的采集电路铁路通信信号工程技术(RSCE)2014年10月，第11卷第5期学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.comSTC12C5A08S2型单片机自带A／D转换，在为V，A／D转换后取10位结果为=1024×P1口(P1．7-P1．0)既可以作为I／O口使用，又可V／V。，其中V为单片机电源电压值。以作为A／D转换口使用，8路l0位A

5、／D转换速度A／D中断程序对一个波形多次取值并进行均方可达250kHz，系统通过软件将其设置成A／D转换根值口。程序初始化中设置A／D转换的相关参数，设置定时器采用方式2工作，定时周期为50s。定时器时间到，产生定时中断，系统跳转到定时器中断为提高采集可靠度取多次平均值，平均结果为1，1^子函数，定时器中断子函数中启动A／D转换工作。Y一(+++⋯⋯+)／16当A／D转换完成后，产生A／D中断，系统跳转到需要进行斜率校正，最后结果为Result=，-A／D中断子函数，完成各采集信号均方根值的计U×斜率。算，若需要采集频率，完成频率的计算。图3所示通过

6、两个字节ResultH及ResultL把最后结果为A／D中断子函数流程图。传送至上位机，上位机显示数据与实际值有偏差时，用户在上位机可进行微调操作，上位机向下位机发送、、)增大或减小的微调信息，下位机接收信息后计算并调清A／D中断标志整该数据的斜率信息，并将斜率信息写入单片机内部取出转换后数值存储器。这样即使在工作过程中遇到突然断电情况，重新上电后调出数据即可继续下面的数据采集，确保要三三采集时参数相同，保证采集工作更加准确。N4，聂面A／D中断结束4结束语本通用模拟量信号及开关量信号采集板卡是基于Y上l寸々品解决铁路信号电源屏监测单元的通用性和智能

7、化的要求设计开发的，使用在电源屏监测单元上。它可以完成交流电压、交流电流、直流电压、直流电流、频率等模拟量的采集，以及模块状态、断路器状态、接触器状态等开关量的采集，并具有数据校准功能。本板(、垒里!笙查一)卡的通用之处还在于可采集温度、湿度等其他的模拟图3A／O中断子函数流程图量信号及开关量信号，也可应用到其他设备的监测单3)数据校准设计元上。以一路电压为例，进入单片机A／D管脚信号(收稿日期：2014-05—04)广告索引卡斯柯信号有限公司封面中达电通股份有限公司封底上海百纳德电子信息有限公司封二江苏奥崎电气科技有限公司前插1北京铁路信号有限公司

8、封三中天日立射频电缆有限公司目次铁路通信信号工程技术(RSCE)2014年lO月