标准型核子秤主机远程通信系统的设计

1 引言

    随着测控技术逐渐趋向复杂化和大型化，在实际应用中多台单片机之间和单片机与PC机之间的串行通信，尤其是远距离串行通信成为其中1个重要的环节。然而，由于单片机本身设置的串行口所发出的TTL电平信号无论在驱动能力还是在抗干扰能力方面都只能局限在几米之内，不足以实现远距离通信。标准型核子秤196主机系统作为计量控制仪器，广泛使用于矿业和烟草行业生产中。根据市场需求，要实现集散式的上下位机远程通信，完成将主机数据传送到上位PC机和从上位PC机修改下位机参数的功能，作者设计了标准型核子秤主机远程通信系统。

2 通信系统组成

    一般单片机系统的智能仪器接口多采用RS232/RS485串口，另外有几种特殊的单片机芯片内部含有CAN总线控制器，以实现CAN总线串行通信接口。由于采用串口不能实现数据的远传，所以作者分别设计了上、下位机通信接口模块，将传输的数字信号调制成标准正弦波信号，借用工厂企业内部预留的空载电话线来实现信号传输，然后对正弦模拟信号解调后送至上位机。本系统下位机有1一8台，分别分布在不同的工段，上位机可以通过多串口卡对8路循环监控。系统原理图如图1所示。

2.1 下位机通信接口模块

    MSM7512B是OKI公司推出的一款嵌入式调制解调器IC 。它集成数字与模拟、调制与解调于一体，采用FSK(频移键控)调制解调方式，实现1200bps的半双工通信。MSM7512B主要由调制器(发送器)、解调器(接收器)、接口控制逻辑组成。AI是信号输入端，即解调器的输入端。AO是信号输出端，即调制器输出端。通过控制MOD1、MOD2可使MSM7512B在4种不同的工作方式下工作。其主要特点为:

    (a)可以和单片机的串行口直接相接;

    (b)低功耗、单电源供电(3V --- SV);

    (c)两个状态位:/CD为载波检测位(低有效);/RS为数据发送使能位(低有效);

    (d)MODl、MOD2工作模式选择位:

    (e)AOG输入信号电平选择位;

    (f)采用CCITTV.21标准，可进行1200bit半双工或1200 bit收/75 bit发两种方式的数据传送。

    由于通过MSM7512B调制后的信号幅值只有几十个毫伏，显然不能满足信号远程传输的要求，故而设计了放大电路。考虑到调制后的正弦波的频率范围在1200Hz一2100Hz，故选用LF356N运放，完全可以满足要求.将调节反馈电阻调节到合适值，在实际放大后到通信隔离变压器端可获得达到2V } 3V幅值电压。其电路原理图如图2所示。

2.2 上位机通信接口模块