【文章內容簡介】 消除直流分量的干擾，所以還需在程序中進行數(shù)字濾波。數(shù)字濾波主要是數(shù)據(jù)采集誤差的軟件抗干擾措施，數(shù)字濾波實際上是一種程序濾波，即通過一定的計算程序，對采樣信號進行平滑加工，減少干擾在有用信號的比重。本設計采用程序判斷濾波法，根據(jù)經(jīng)驗判斷兩次采樣允許的最大偏差ΔY（由用戶整定），若先后兩次采樣值的差值大于ΔY，則表明輸入信號是干擾信號，應該去掉，而將上次采樣值作為本次采樣值；若差值小于ΔY，則本次采樣值有效。 開關量輸入輸出電路輸入的開關量包括兩類：一類是斷路器，隔離開關等設備的輔助觸點和有關繼電器的接點，以檢測這些設備的工作狀態(tài)（開還是合）；另一類是智能單元裝置的一些接點，例如開關量輸出電路的繼電器接點和裝置面板上的切換開關。輸出的開關量包括斷路器跳閘脈沖和信號。跳閘出口設計的關鍵是如何防止誤動作。如圖所示，并行輸出端口8255A經(jīng)過光電隔離控制有觸點的繼電器KCO。為了防止誤動，在出口跳閘時，8255的兩個并行口PB0和PB1安排不同的電平輸出，PB0輸出“0”；PB1輸出“1”，使與非門輸出“0”，驅動發(fā)光二極管。這樣可以防止在拉合直流電源過程中繼電器的短時誤動。因為在拉合直流電源時，形同上電復位，PB0和PB1都是相同電平輸出，不可能驅動發(fā)光二極管，從而防止了誤動。 串行通信接口控制/保護只能單元應有通信接口，可采用RS－485接口標準。RS－485標準采用平衡傳輸方式，使用雙絞線，不用MODEM的情況下，在100Kbps的傳輸速率時，可傳輸?shù)木嚯x為1200米；當傳輸速率下降到9600bps則傳輸距離可達1500米。與其他接口標準相比，RS－485的優(yōu)點在于它是一種多發(fā)送器的標準，允許一個發(fā)送器驅動多個負載設備，負載設備可以是被動發(fā)送器、接收器或收發(fā)器組合單元。由于RS－485能在一對平衡傳輸線上連接32個發(fā)送器－接收器對，這使它在多點通信系統(tǒng)中得到廣泛應用。此外，RS－485還有抗干擾能力強的優(yōu)點。按RS－485接口標準進行串行通信時，數(shù)據(jù)可以在兩個通信站點或更多通信站點之間進行相互交換，根據(jù)傳輸通道上數(shù)據(jù)流的傳送方向可以將數(shù)據(jù)傳送模式分為全雙工和半雙工。RS485接口標準一般采用半雙工工作方式。RS－485一般采用終端匹配的總線型結構，不支持喚環(huán)型或星型網(wǎng)絡。最好采用一條總線將各個環(huán)節(jié)串接起來，從總線到每個節(jié)點的引出線長度應盡量短，以便使引出線中的反射信號對總線信號的影響最低。RS－485接口由于采用差分方式傳輸信號，所以并不需要對相對于某個參照點來檢測信號系統(tǒng)，只需檢測兩線之間的電位差就可以了。但收發(fā)器只有在共模電壓不超出一定范圍（－7V～＋12V）的條件下才能正常工作。當共模電壓超出此范圍時，就會影響通信的可靠性甚至損壞接口。RS－485電氣特性如下表所示： RS－485電氣特性項目條件最小值最大值驅動器開路輸出電壓邏輯16V邏輯06V驅動器帶載輸出電壓=100，邏輯15V=100, 邏輯05V驅動器輸出短路電流每個輸出對公共端250mA驅動器輸出上升時間=54,=50pF總周期的30％驅動器共模電壓=543V接收器靈敏度7＜＜12V200mV接收器共模電壓范圍7V+12V接收器輸入電阻12 人機接口 人機接口框架圖此微機保護系統(tǒng)的人機接口是指鍵盤、顯示器、及CPU插件電路。這部分的主要作用是操作人員通過鍵盤和顯示器完成人機對話任務、時鐘校對及與各CPU插件通信和巡檢任務。為了減輕CPU的負擔，由可編程鍵盤、液晶顯示模塊控制器T6963C來完成鍵盤、液晶顯示器與CPU的接口任務，時鐘校對由MC146818獨立完成。 硬件時鐘電路接口插件設置了一個硬件時鐘電路，該時鐘電路以RTC芯片MC146818時鐘芯片為核心，配有COMS RAM，是智能式硬件時鐘。其內部由電子時鐘和存儲器兩部分組成，可設年、月、日、時、分、秒、星期；能處理閏年閏月；可將當前時間實時存儲，以便人機接口CPU隨時讀取。該接口電源正常時，由裝置+5V電源供電，導通，截止，通過對電池充電。當直流消失時導通，自動由電池對MC146818供電，以保證硬件時鐘 人機接口框圖繼續(xù)運行。MC146818是美國MOTOROLA公司的日歷時鐘芯片，具有接口和編程方便、性能價格比高的優(yōu)點。它有完備的日時鐘、鬧鐘及百年日歷的功能，可編程的周期性中斷及方波發(fā)生器輸出，50字節(jié)低功耗帶掉電保護的用戶RAM，并且是可以帶后備電池的低功耗高速CMOS器件。MC146818采用DIP封裝形式。 各引腳含義：OSCOSC2——時基輸入。用外部振蕩時鐘時由OSC1接入。CKOUT——時鐘輸出，其頻率與CKFS有關。CKFS——時鐘輸入頻率選擇。當CKFS接VDD時，CKOUT的頻率與時基頻率OSC1相同，當CKFS接VSS 時，CKOUT的頻率為時基頻率OCS1的四分之一。SQW ——方波輸出。有15個頻率，由寄存器A的編程來選擇。 AD0～AD7 ——復用地址/雙向數(shù)據(jù)線。DS —— 數(shù)據(jù)選通或讀，輸入信號。R/W —— 讀/寫控制，輸入信號。AS ——地址選通，輸入信號。CE ——片選允許，輸入信號。IRQ ——中斷請求，輸出信號。RESET ——復位，輸入信號。PS ——電源檢測，用于芯片上電時 MC146818管腳功能等電源穩(wěn)定后其時鐘及RAM內容才有效。 MC146818芯片地址分配及各單元的編程從00～09H10個單元為時鐘、日歷和鬧鐘單元，其內容可有程序寫入或讀出。其初始值在芯片初始化時有程序寫入，其值可用BIN碼（二進制數(shù)，編程時寫作十六進制）或BCD碼，這有寄存器B的DM位（b2）決定。時鐘初始化時，寄存器B的SET位（b7）必須置1，采用每天12小時或24小時制由寄存器B的24/12位 （b1）決定。在12小時制時，時字節(jié)的最高位為表示下午。 MC146818的地址分配0000 秒 0013秒鬧 01分 020D分鬧 03140E時 04633F時鬧 05星期 06日 07月 08年 09寄存器A 0A寄存器B 0B寄存器C 0C寄存器D 0D在各單元的內容寫完之后，將軍寄存器B的SET位清0，時鐘即開始運行。在三個鬧鐘單元有兩種分法： 時鐘單元的格式地址單元功能十六進制數(shù)據(jù)格式十進制數(shù)據(jù)格式 0秒00H~3BH00H~59H 1秒鬧00H~3BH00H~59H 2分00H~3BH00H~59H 3分鬧 00H~3BH00H~59H 4時（12小時制）01H~0CH（AM）81H~8CH（PM）02H~12H（AM）81H~92H（PM）時（24小時制）00H~17H00H~23H 5時鬧（12小時制）01H~0CH（AM）81H~8CH（PM）01H~12H（AM）81H~92H（PM） 時鬧（24小時制）00H~17H00H~23H 6星期（星期日為1）01H~07H01H~07H 7 日01H~1FH01H~31H 8 月01H~0CH01H~12H 9 年00H~63H00H~99H① 根據(jù)寫入到三個鬧鐘單元的時分秒值，每天產(chǎn)生鬧鐘中斷一次；② 在各鬧鐘單元寫入“自由（don，t care）”碼＝C0H～FFH，即最高兩位為1時為“自由”狀態(tài)。如時鐘單元寫入C0H～FFH，則每小時鬧一次，在鬧鐘和分鬧兩單元寫入C0H～FFH，則每分鬧一次，在三個鬧單元均寫入C0H～FFH，則每秒鬧一次。 部存儲器MC146818時鐘芯片有4個可編程的寄存器。（1）狀態(tài)寄存器Ab7B6B5b4b3b2b1b0UIPDV2DV1DV0RS3RS2RS1RS0UIP（B7）時間的更新正在進行位。UIP＝1，正在更新。UIP＝0，此時讀出的時鐘日歷字節(jié)有效。DV2，DV1，DV0—分頻控制位，用于選擇時基頻率及在時鐘初始化時使分頻器復位。 分頻控制功能時基頻率寄存器A的分頻器位操作模式分頻器復位DV2DV1DV0 0 0 0是否 0 0 1是否 0 1 0是否 任意 1 1 0否是 任意 1 1 1否是注：① 選擇時基頻率：。② 在時鐘初始化時使分頻器復位，以保證時間設置的正確性。RS3，RS2，RS1，RS0——速率選擇位。用于選擇周期中斷的速率和SQW輸出的方波頻率。如RS3～RS0全為0，則禁止分頻器輸出。（2）狀態(tài)寄存器BB7b6B5b4b3b2b1b0SETPIEAIEUIESQWEDM24/12DSESET——設置位。SET＝1，時鐘不更新。用于時鐘初始化。SET＝0，時鐘每秒更新一次。PIE——周期中斷允許位，使PIE＝0。AIE——鬧鐘中斷允許位，使AIE＝0。UIE ——更新結束中斷允許位，使UIE＝0。SQWE——方波輸出允許位，使SQWE＝0。DM——數(shù)據(jù)模式位。DM＝1，時間用BIN值；DM＝0，時間用BCD碼。24/12——24/12＝1，時間為24小時模式。24/12＝0，時間為12小時模式。DSE——夏令時制允許位。DSE＝1，自動執(zhí)行夏令時制操作；在4月份的最后一個星期日時間從1：59：59AM增到3：00：00AM。在10月份的最后一個星期日當時間首次到1：59：59AM時，調回到1：00：00AM。 速率選擇功能寄存器A選擇位RS3RS2RS1RS0周期中斷速率方波輸出頻率周期中斷速率方波輸出頻率0000無無無無0001 kHz256Hz0010 kHz128 Hz0011 kHz kHz0100 kHz kHz0101 kHz kHz0110 Hz kHz0111512 Hz512 Hz1000256 Hz256 Hz1001128 Hz128 Hz101064 Hz64 Hz101132 Hz32 Hz110016 Hz16 Hz1101125ms8 Hz125ms8 Hz1110250ms4 Hz250ms4 Hz1111500ms2 Hz500ms2 Hz（3）狀態(tài)寄存器CB7b6B5b4B3b2b1b0IRQFPFAFUF0000IRQW—中斷請求標志。當下列事件之一出現(xiàn)時，IRQW＝1。① PF＝PIE＝1② AF＝AIE＝1③ UF＝UIE＝1即IRQF＝PFPIE＋AFAIE＋UFUIE當IRQF＝1時，引腳變?yōu)榈碗娖?，發(fā)出中斷申請。讀寄存器C時所有位被清除，也清除C。PF—周期中斷標志。當由RS3～RS0決定的周期中斷時間到時，PF置1。AF—鬧鐘中斷標志。當設置的鬧鐘時間到時，AF置1。UF—更新結束中斷標志。每個時間更新周期結束時，UF＝1。b3,b2,b1,b0無用位，讀時為0。（4）狀態(tài)寄存器DB7b6B5b4b3b2b1b0VRT0000000VRT—有效RAM和時間位。當上電時PS引腳為低電平（由PS電路保證）則VRT＝0，表明此時的RAM和時間單元內容無效。VRT＝1時，表示RAM和時間有效。該讀寄存器后，該位將自動置“1”。b6～b0——無用位，讀時為0。 （看門狗）自復位電路 芯片簡介（1）可編程看門狗芯片X25045① 概述通常在數(shù)據(jù)采集中需要單片機存儲一些參數(shù)，并需要外圍電路提供復位信號，Xicor公司推出的可編程看門狗監(jiān)控芯片。該芯片把三種常用的功能：看門狗定時器，電源電壓監(jiān)控和串行組合在單個封裝之后，降低了成本并減少了對電路板對空間的要求?？撮T狗定時器對微控制器提供了獨立的保護系統(tǒng)。當系統(tǒng)故障時，在可選的超時周期之后，X25045看門狗將以RESE