多通道I/O装置的设计与实现

【摘要】随着工业的不断发展,工控系统的功能越来越强大,外接设备也越来越多。这些外接设备通过I/O装置与计算机之间连接,计算机通过发送指令给I/O装置来完成对其他设备的控制。因此I/0装置的端口数量应尽量多、输入输出端口能灵活配置、有较强的抗干扰能力、有标准的通信接口、性价比高。针对工业控制领域低成本、高可靠性、高稳定性的要求,本文设计了一套基于单片机STC12C5A60S2的主从式多通道I/0装置。该装置由主板和分板组成,主板负责接受来自上位机的信息,并将信息转发给每个分板,同时将分板返回的信息发送给上位机。分板负责选择各个I/O口的输入输出模式,将这些信息发送给主板,同时完成主板发送的命令。本文详细介绍了主板、分板的通信接口设计,主板电路主要包括电源模块设计、RS485电路设计、E2PROM扩展电路设计、主板地址选择电路设计。分板电路主要包括I/O端口电路设计、DA输出电路设计、分板地址选择电路、通信保护电路等。软件设计以KeilC51为开发平台,采用MODBUS通信协议,分主板程序设计和分板程序设计。主板程序主要包括与上位机通信程序、与分板通信程序、I/0口配置程序；分板程序主要包括与主板通信程序、外部输入端口扫描程序、DA输出程序等。完成上述工作之后对多I/O装置进行系统测试,测试主要包括输出端口测试、输入端口测试。将整个装置用于模拟火电厂各种工状,系统运行正常,完全满足控制要求。
【作者】段春艳；
【导师】吴桂清；刘国清；
【作者基本信息】湖南大学，电子与通信工程，2014，硕士
【关键词】多通道；I/O端口；主板；分板；

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