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: f- C% m$ E. ~0 W
摘要:为了在油井压裂过程中进行远程数据采集,设计开发了便携式远程多路数据采集系统。系统结构紧凑,采用AT89C52
; @1 I$ I4 U6 x- V2 ~单片机作为中心控制单元,应用12位高精度并行A/D转换芯片AD574和8通道故障保护模拟开关MAX354 实现8路数据
4 Z2 l/ U8 H" J6 x# o1 }; P8 j& h采集;利用RS- -485串行通讯进行数据传输,传输距离可达1.2km;接收端再将信号转换为RS-232电平,使用便携式手提电
8 a, v0 z) t% q: F1 a脑的串口接收数据,将采样数据存储在PC机中,便于数据的实时处理和分析。9 Y% \" ` X( R3 e* L6 `6 j: Z
关键词:多路数据采集;单片机;远程;RS -485
4 H/ H, z' M. k% B4 s引言
, `. |/ j$ C, A/ T) B$ W# H在工业生产和各种科学技术研究过程中，常常要对各种数- I) n: f* _+ u5 B, I
据进行采集和处理,通常用的采集方式是在PC机或者工控机
; N. Z c5 C$ h: c内安装数据采集卡，例如AD卡及RS- 422卡、RS- 485卡。采集6 p- {* W' e$ v- w; q
卡易受机箱内环境的影响,以及计算机插槽数量和地址、中断
: S* A+ D" G6 ?* C% |资源的限制,不能挂接很多设备。尤其是在进行油井压裂作业2 i$ \" b% {4 b# m/ `
时,因为压裂工作现场比较危险，而又同时需要对压裂时的各
9 Y0 @8 Z6 L) ^, ~( j- k9 l! A种数据进行采集和处理,以便进行远程实时监控,因此利用工
0 A: a' B; E7 G1 I% l控机进行远程数据采集处理,就难以满足远程数据传输和便携
8 C+ U' v1 W* Y' f的要求。本文探讨-种基于单片机和手提电脑的远程数据采集
3 @6 t5 y+ j- ^1 L! R( b8 N$ m系统,既可以进行远程数据采集,而且灵活轻便利于携带，同时
5 H, e+ { J" ]; s+ c0 ^: L1 ?$ G也减低了设备成本。.0 [) k' ^7 R) |# t1 c
1主要芯片介绍
n+ `' o: T( L( S3 s+ OAT89C52是-一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内: m* J d$ @7 b, ]9 K
含8k Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器。器0 Y& l8 ^0 ? R/ I
件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造。% M, s4 A" j7 _0 H. [7 {0 O9 l% E
AT89C52有128 bytes 的On-Chip 随机存取数据存储器
. X9 o( [1 A. E(RAM) ,32个外部双向输人输出(I/O)口,1个6向量两级中断0 ]0 f( `2 K$ F- |! r
结构,3个16位可编程定时计数器,1个全双工串行通信口,片
/ Z8 k1 R& P& {/ j6 [内时钟振荡器。此外, AT89C52还设计和配置了振荡频率可为
% Y! y. w7 z+ Q" }+ U4 a; x4 E0 G$ ]0Hz并可通过软件设置的省电模式。空闲模式下,CPU暂停工
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2 j7 W& u- V! [7 e3 [- o作,而RAM定时计数器、串行口、外中断系统可继续工作,掉电. r5 S: q. u @$ }1 B
模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至1 ~8 C, J. R- N: ]2 J
外中断激活或硬件复位。
% @7 K) H! |) O) N- v2 kAD574是美国模拟数字公司(Analog) 推出的单片高速12+ M' |. \8 c, ]( I8 ~9 j
位逐次比较型A/D转换器,内置双极性电路构成的混合集成转
7 \4 m# b8 y+ T( E换芯片,具有外接元件少,功耗低,精度高等特点,并且具有自3 P4 R1 q2 J( T: b
动校零和自动极性转换功能,只需外接少量的阻容件即可构成' ?2 r- u0 E7 ]- \# { w
一个完整的AD转换器,其模拟电压输人范围有四种:0-10V和
0 e9 G G$ L' I3 m7 J& w0- -20V,0+5V和0- +10V ,数据输出格式为12位和8位可选,本& t+ v3 D& x* P& q9 `) B# S
文采用12位数据格式，这样可以提高数据的精度。# |7 e; e, \1 B" m
MAX485接口芯片是MAXIM公司的一种RS- 485芯片,它
* F% Q- ^; C7 j. t: ~, u完成将TTL电平转换为RS- 485电平的功能。采用单一电源+9 b! n/ u6 h( A' _* p+ I
5V工作,额定电流为300μA,采用半双工通讯方式,数据传输' E: D) ]4 i$ p( \5 p/ h+ f
率高达2.5Mbps。在一条RS- 485总线上可以挂接最多32个
* }2 b. e3 F: j$ oMAX485收发器。这样可以通过编程利用一台手提电脑通过
+ q' L7 x$ U6 [) c j% oRS- 485总线同时对多套该系统进行数据采集。5 M+ h/ w6 s; W+ S2 E4 z. x
2系统硬件设计
9 ?5 j p6 u; M4 [整个采集系统分为数据采集发送端和数据接收端。数据采3 B5 T6 r* j2 t0 P- t
集发送端主要由AT89C52单片机、AD574A A/D采样芯片、! Y9 p7 M& r$ F. [3 e ]9 ?
MAX354故障保护模拟开关和MAX485芯片构成，完成多路信5 K$ D! P$ S1 O( c
号的采集和串行数据的发送功能。数据接收端由一个RS- 485
4 c, _7 x9 ?3 k电平转RS- 232C电平的电路,以及-.台便携式手提电脑构成。
0 D# M! ?+ R* l7 }数据采集端和发送端通过一条屏蔽的双绞线电缆连接。+ }3 W; z0 g, O$ e, i" ]
2.1数据采样电路
4 F2 @8 m' N! ^+ Z采样电路由AD574和MAX354组成,在-一个采样周期内,
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附件下载：) O6 \ \1 R: ^, o/ ~; C0 G! W
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发表于 2020-4-23 09:46
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