基于51单片机构成的工业控制系统

文章摘要：摘要：本文介绍了一种基于51单片机构成的工业采集控制系统，此系统满足一般过程控制及数据采集等控制系统的需妻，可作为下位机并与labview或VB等编程系统组成的上位机通过RS232进行控制和数据采集，实践证明此系统不仅体积小、成本低，而且是一种运行可靠、安全、高速的控制系统。0 引言近年来自动化控制领域日新月异，诸如PLC、DCS、PAC等控制系统层出不穷，但是诸如此类的控制系统的应用需要相对昂贵的成本，一方面为了方便客户使用，控制系统生产厂家极力推行自己的编程语言，而在科研领域，大部分科研人员都已熟练掌握了C语言、VB等编程语言，一些科研项目的建设完全没有必要采用PLC、DCS等动辄几万甚至

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　　摘要：本文介绍了一种基于51单片机构成的工业采集控制系统，此系统满足一般过程控制及数据采集等控制系统的需妻，可作为下位机并与labview或VB等编程系统组成的上位机通过RS232进行控制和数据采集，实践证明此系统不仅体积小、成本低，而且是一种运行可靠、安全、高速的控制系统。

　　0 引言

　　近年来自动化控制领域日新月异，诸如PLC、DCS、PAC等控制系统层出不穷，但是诸如此类的控制系统的应用需要相对昂贵的成本，一方面为了方便客户使用，控制系统生产厂家极力推行自己的编程语言，而在科研领域，大部分科研人员都已熟练掌握了C语言、VB等编程语言，一些科研项目的建设完全没有必要采用PLC、DCS等动辄几万甚至几十万元的控制系统作为一次性的试验投入。因此本文介绍一种基于51单片机构成的工业控制采集系统，成本不足千元，并且可以满足相当一部分工业控制采集系统的需要。

　　1 系统组成

　　本系统由以下芯片组成：一片89C52单片机(限于篇幅，管脚说明见参考文献)、两片MAXl86AD采集、两片74HC573作为开关量输出锁存、两片74LS245作为开关量输入信号缓冲、一片MAX232C用于与上位机通讯。16个采集通道部分原理图如图l所示。

　　MAXl86CS片选信号接单片机P2．7口，P2口一共可以接四片MAXl86，分别接P2．7、P2．6、P2．5、P2．4，如果需要更多的模拟量采集则需要使用74HCl38来进行译码，以扩展单片机接口，不过系统运行速度会减慢。

　　开关量的输入采用74LS245进行缓冲，每片74LS245外部可以连接8个开关量输入信号，缓冲器74LS245的CS片选信号接单片机P3的空引脚，例如P3～5位，当需要更多的开关量输入信号时候可增加一片74LS245，将片选信号端接单片机P3口剩余的空引脚，如果空引脚不足，则需要将各片选信号接74HCl38译码器来根据需要扩展。

　　图2所示为一片74LS245组成的8个开关量输入通道。

　　开关量的输出采用74HC573进行锁存，每片74HC573可以输出8个开关量信号，通过三极管8150放大信号后驱动继电器线圈，如图3所示。

　　锁存器74HC573的选通信号由单片机P3～7位控制，锁存允许信号直接接地，在P3～7为O时锁存器输出为P0口数据，可利用单片机P3～6位控制另外一片74HC573的选通与否，以扩展开关量输出口。

　　通讯部分采用芯片MAX232C与上位机通讯，具体接线如图4所示。

　　此通讯电路仅能实现15m的通讯距离，如果需要更长距离通讯，则需先将信号转换为RS422全双工信号，在计算机一端再转换为RS232接入计算机即可。

　　2 编程环境及程序

　　本系统使用Keil V3．0作为编程环境(编程环境介绍见参考文献)，MAXl86采集子程序如下：

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