微机监控系统接口

例：8 位开关量的中断方式采集。
8 位锁存器： O C 为输出控 制端, 低电平 有效. C 采样 控制端, 为高 时, Q 随D 变; 为低时, Q 保 持C 下跳时D 的状态。
8 位数值比较器: 当 G 为低时，若P 0 P 7 与Q 0 Q 7 相同，则 P = Q 引脚输出低电 平，否则为高。
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
5． 1
开关量采集接口
－、开关量采集回路 遥信的输入与遥控的输出都是开关量。开关量一 般只具有两种状态，即 “ 接通 ” 与 “ 断开 ” 两种状 态，用一位二进制数据“1”或“0”即可表示，所以 又称为状态量或数字量。一个字节（Byte）可表 示8个开关量。 电气化铁道牵引供电系统中，断路器、隔离开关、 继电器的位置状态，以及各种事故与告警信号都 是开关量，它用一个“通/断”的继电器辅助接点 或“高/低”电平作为信号源，供接口电路采集。
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
继电器隔离
-220V K1
R
+220V
U K1-1 计算机
K2
R
K2-1
光电隔离电路
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
四、开关量采集实例 遥信信号采集： 遥信量的采集过程是首先将开关的合、断两种状态，转 换成线路的高低电位，再转成数字量标准的逻辑电平。 经由I / O 口将这些逻辑信号读取到处理器中，经判断后 即可知道开关的合、断状态。 遥信量采集功能板 选用D I O 1 4 4 采集板，该板为仿I N T E L 8 2 5 5 的开关量输入 / 输出板，可以 采集1 4 4 路遥信开关量，也可输出1 4 4 路 遥控开关量。 选用D B 2 4 P 遥信量输入调理板。该板能将2 4 路开关的合、 断状态转换成线路的高低电位，再转成数字量标准的逻 辑电平。外部信号的采集采用光电隔离，抗干扰能力强。
工作原理： C P U 读入8 位开关量，并将其锁存到3 7 3 中，开中断。 一旦开关量状态变化，则6 8 8 的P 、Q 不同。P = Q 端输出高电 平，经反向后向C P U 申请中断。 C P U 响应中断，读入变化后的状态，锁存到3 7 3 中，开中断。
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
遥信扫查程序框图
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
在微机监控系统中，遥信、遥测数据的采集，遥 控、遥调命令的执行，需要通过被控端（RTU） 的接口电路来完成的。这些接口包括：并行I／O 接口、A／D接口、D／A转换接口等。 调度端与RTU之间传输数据和控制命令要通过数 字通信接口来完成。 本章主要介绍开关量、模拟量的输入与输出接口 以及数字通信接口。
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
当Ki合上时，即接通＋E电源，输入高电平，反之则为低 电平。通过“信号转换”电路把电压调整到0～5V的电压范 围；“电气隔离”电路的目的是把微机与外部信号回路实 现电气隔离，以消除开关量信号本身的干扰和信号沿途 的传输干扰。“并行I／O接口”为完成数据采集的主要功 能器件，由它把信号转换成以字节为单位的数据，送入 CPU，再存人内存保存。
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
遥信量采集子模块入口 置I / O 口地址 读入口内容 将内容置数据结构中 N
读完所有 18 个口？ Y 开关变位分析
有变位否？ Y 置变位标志 调事件记录子模块
N
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
r t y x . m a r k x [ j * 3 + i ] = r t y x . o l d x [ j * 3 + i ] ^ r t y x . n e w x [ j * 3 + i ] ; }
g e t d a t e ( & d ) ; g e t t i m e ( & t ) ; f o r( i = 0 ; i < 1 8 ; i + + ) i f( r t y x . m a r k x [ i ] > 0 ) {m k _ r e c o r d ( ) ; b r e a k ;} }
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
实例：图为遥信信号输入接口电路实例，它由并行接口、 多路开关等组成，采集6 4 路开关量。
可编程并行I / O 接口电路，基本 输入输出方式， P C 0 ~ P C 3 为输 入，P C 4 ~ P C 7 为 输出。 1 6 选1 多路开关： 0 1 5 为开关量输 入，O U T 为输出， 输入A B C D 的值 （0 F H ）决定哪 一路输入的开关 量送到O U T 。
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
t y p e d e fs t r u c t{ u n s i g n e dc h a ro l d x [ 1 8 ] ; u n s i g n e dc h a rn e w x [ 1 8 ] ; u n s i g n e dc h a rm a r k x [ 1 8 ] ; }YX;
注意：不仅要采集当时的开关状态，还要进行变位记录处理。 即状态变化时，记录开关序号、变位时间、变位后的状态等。 称为事件顺序记录。
事件分辨率：事件顺序记录能区分的最小的时间间隔。
查询方式和中断方式下事件分辨率？
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
三、采集方式
Ø 查询方式：C P U 以一定的时间周期对并行I / O 接口进行 扫描查询。编程简单。 Ø 中断方式：当开关量发生变化时，接口电路向C P U 发出 中断请求。若C P U 处于中断允许状态，则在处理完当前命 令周期后，即转入中断处理过程。
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
第五章 微机监控系统接口
第一节、开关量采集接口 第二节、模拟量采集接口 第三节、遥控、遥调输出接口 第四节、遥脉信号采集 第五节、数字通信接口
v o i dm k y x ( v o i d ) { i n ti , j ; f o r( j = 0 ; j < 6 ; j + + ) f o r( i = 0 ; i < 3 ; i + + ) { r t y x . o l d x [ j * 3 + i ] = r t y x . n e w x [ j * 3 + i ] ; r t y x . n e w x [ j * 3 + i ] = i n p o r t b ( I D _ 1 4 4 + j * 3 + i ) ;
# d e f i n eB A _ 8 1 3 0 x 2 2 0 # d e f i n eN _ 8 1 3 3 2 # d e f i n eB A _ 3 8 7 0 x 1 6 0 # d e f i n eI D _ 4 8 0 x 2 4 0 # d e f i n eI D _ 1 4 4 0 x 2 c 0 # d e f i n eB A _ 7 2 0 0 x 2 a 0 t y p e d e fu n s i g n e dc h a r B Y T E ; t y p e d e fs h o r t F A S T ; t y p e d e fu n s i g n e ds h o r t R E G ; t y p e d e fs h o r t M A S K ; t y p e d e fu n s i g n e ds h o r t U S H O R T ; t y p e d e fi n t W O R D ; t y p e d e fu n s i g n e ds h o r t B O O L ; typedef unsigned long int ULONG;
D7 … D0
第一组8个开关
第二组8个开关
字节1 字节2 字节3 字节4 字节5 字节6 字节7
旧值 新值 标志 旧值 新值 标志 旧值
第三组8个开关
字节8 新值 字节9 标志 … …
Generated by Foxit PDF Creator © valuation only.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
二、光电隔离电路 数字信号的隔离通常是利用光电二极管LED（Light Emitting Diode）来实现 。光电隔离不但可以用来隔离 数字信号，也可以用来隔离模拟信号。