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引言：
    對于大多數(shù)分布式控制系統(tǒng)來說，其通信距離一般為幾十米到幾千米不等，RS232總線不能滿足此類系統(tǒng)的要求；目前廣泛采用是的RS485總線。RS485總線采用平衡發(fā)送和差分接收；具有抑制共模干擾的能力，而且RS485總線具有很高的靈敏度；能檢測低達(dá)200mv的電壓，因此，傳輸信號可在千米以外得到恢復(fù)。而且RS485總線具有結(jié)構(gòu)簡易、成本低廉、硬軟件支持豐富、安裝方便，與嵌入式微控制器模塊接口簡單，系統(tǒng)開發(fā)周期短等特點(diǎn)，因而RS485總線系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)仍是中小控制系統(tǒng)的主要形式。
    武漢市電車供電網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)橫跨江南江北武漢三鎮(zhèn)，系統(tǒng)比較龐大。很難通過PC機(jī)屏幕隨時(shí)掌握各個(gè)整流變電站以及各條線路的運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)荷情況，基于此，設(shè)計(jì)了大型LED動(dòng)態(tài)仿真顯示屏幕，使電力調(diào)度人員比較直觀的掌握了電車供電線路的運(yùn)行狀態(tài)以及工作負(fù)荷。
1 系統(tǒng)組成與功能
    該系統(tǒng)由AT89C51微控制器為下位機(jī)，組成獨(dú)立的多個(gè)嵌入式動(dòng)態(tài)顯示模塊，每個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的顯示功能，組成主從式485總線實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)通信。工業(yè)控制機(jī)為上位機(jī)，通過串口1和上位機(jī)通訊，上位機(jī)通過MODEM利用公共電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程監(jiān)控。通過串口2由RS232／RS485轉(zhuǎn)換電路和動(dòng)態(tài)顯示模塊連接，如圖1所示。

                                                                圖1
    動(dòng)態(tài)顯示模塊輸出信號控制顯示屏。該顯示屏約10M2，由雙基色LED組成橫跨武漢三鎮(zhèn)的電車供電線路，LED數(shù)碼管顯示各整流變電站電流和電壓以及各條線路電流。整個(gè)系統(tǒng)共由幾千只LED，為了降低功耗減小溫升采用LED串、并聯(lián)動(dòng)態(tài)掃描的控制方案。
2硬件設(shè)計(jì)
2.1 RS232/RS485接口
    在工業(yè)控制領(lǐng)域當(dāng)中，一般用工控機(jī)為上位機(jī)，與單片機(jī)構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)組成主從分布式控制系統(tǒng)。其中每一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)通過RS485接口傳送信息，PC機(jī)由RS232接口向外發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，通過RS232／RS485轉(zhuǎn)換器與多個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式接口簡單、靈活性強(qiáng)、價(jià)格低、便于控制廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制領(lǐng)域。現(xiàn)在國內(nèi)外有很多成型的RS232／RS485轉(zhuǎn)換器，但一般價(jià)格都很高，不便于推廣使用。在本系統(tǒng)中采用了自行設(shè)計(jì)的RS232/RS485接口電路模塊，見圖2。

                                          圖 2 RS232/RS485接口電路
    高效率、低成本的RS485串行接口總線在網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。RS485總線采用一對平衡差分信號線的半雙工傳送方式。利用平衡發(fā)送，差分接收方式來實(shí)現(xiàn)通信，抗干擾能力強(qiáng)，接收靈敏度高。
2.2 單片機(jī)嵌入式動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)
    嵌入式動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)由多個(gè)嵌入式動(dòng)態(tài)顯示控制模塊，和大型LED動(dòng)態(tài)顯示屏幕組成。多個(gè)嵌入式動(dòng)態(tài)顯示控制模塊組成RS485總線網(wǎng)絡(luò)。顯示控制電路采用AT89C51單片機(jī)控制，它是ATMEL公司生產(chǎn)的一種可工作于低電壓的CMOS 8位單片機(jī)，自帶4K字節(jié)FLASH存儲器MCS--51單片機(jī)內(nèi)核，指令系統(tǒng)與MCS--51系列完全兼容。其主要特點(diǎn)為:(l)與MCS--51產(chǎn)品完全兼容;(2)4K字節(jié)FLASH內(nèi)存;(3)編程次數(shù)可達(dá)10000次; (4)32個(gè)可編程1/0、2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、可直接驅(qū)動(dòng)LED顯示、5個(gè)中斷源;(6)二級中斷優(yōu)先級、全雙工串行口。采用AT89C51單片機(jī)可以簡化硬件電路，減少成本，降低了功耗，同是也增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力。
動(dòng)態(tài)顯示控制系統(tǒng)框圖，見圖3。

                                                     圖 5  PC主機(jī)界面
    單片機(jī)嵌入式顯示控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)采用C51語言編程。中斷接收數(shù)據(jù)并校驗(yàn)，定時(shí)對LED大型顯示屏幕上的狀態(tài)和數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描更新。
總結(jié)
    國內(nèi)對電車供電運(yùn)行狀態(tài)的動(dòng)態(tài)顯示技術(shù)，進(jìn)行很多研究。早期采用單個(gè)發(fā)光二極管表示一條線路來模擬供電網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場狀態(tài)。效果并不直觀，且單個(gè)發(fā)光二極管一旦故障，會使它所指示的整條線路狀態(tài)表達(dá)有誤。近年隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖像顯示技術(shù)的發(fā)展，許多科研單位對采用投影顯示線路運(yùn)行狀態(tài)的技術(shù)進(jìn)行了研究。直接將計(jì)算機(jī)品屏幕上的圖形界面直接投影到屏幕。成本較低，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，但將圖形界面直接投影到十幾平方米的大屏幕上，圖像比較模糊，效果不是很理想。
    我們采用基于RS485總線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化模塊化設(shè)計(jì)方法，將10M2LED顯示屏幕分割成了40幾個(gè)模塊來控制。用雙基色發(fā)光二極管組成供電線路，動(dòng)態(tài)掃描顯示。具有低功耗，低成本，維護(hù)方便，實(shí)時(shí)性強(qiáng)顯示直觀等特點(diǎn)。