基于单片机的对机车运行的监控设计-毕业论文.doc

目录 前言 1 1绪论 2 1.1 列车运行监控系统在行业的应用 3 1.2 系统的基本结构 4 1.3 系统信息处理工作流程 4 1.3.1 列车号输入 4 1.4 设计的要求和目的 5 1.4.1 设计的基本要求 5 1.4.2 设计的目的 5 1.4.3 设计方案的确定 5 1.5监控主机实现的功能 6 2 监控主机系统中核心芯片的选择 7 2.1 8097BH芯片的主要特点 7 2.1.1 8097BH是16位的单片机 7 2.1.2 A/D转换器 7 2.1.3 脉宽调制 7 2.1.4 指令系统 8 2.1.5 计时器 8 2.1.6 高速输入/输出控制器 8 2.1.7 输入/输出口 8 2.1.8 中断源 9 2.1.9 监视定时器 9 2.1.10 全双工串行口 9 2.2 引脚说明： 10 3 监控主机电路中外围芯片的选择 12 3.1 8097系统及其总线上的外围芯片 12 3.1.1 可编程逻辑芯片 13 3.1.2 地址锁存器 14 3.1.3 总线驱动器 15 3.1.4 发光二极管的驱动器 16 3.1.5 程序存储器 17 3.1.6 静态存储器 18 3.1.7 日历时钟 19 3.1.8 备用电池供电电路 20 3.2 模拟及数字输入/输出接口电路设计 21 3.3 电源电压监视电路 23 3.4 晶振电路 24 3.5 数字量输入板电路设计 26 3.5.1 光电隔离和电平转换电路 26 3.5.2 并行输入口电路 27 4 抗干扰分析 28 4.1 单片机的各部分对干扰信号的反应 29 4.1.1 中央处理器CPU 29 4.1.2 特殊功能寄存器SFR 29 4.1.3 存储器MEM 29 4.2 软件补偿措施 30 4.2.1 主动初始化 30 4.2.2 数据冗余化 30 4.2.3 重复执行 30 4.2.4 重要数据的保护和恢复 31 4.3电路各组成部分的抗干扰分析 31 4.3.1 输入输出通道 31 4.3.2 键盘接口 32 4.3.3 复位电路 33 4.4 单片机测控系统抗干扰设计 34 4.4.1 单片机测控系统的抗干扰措施 34 4.4.2软件抗干扰措施 35 4.5 单片机系统中的硬件抗干扰 37 4.5.1 抑制干扰源常用措施 37 4.5.2 切断干扰传播途径措施 37 4.5.3 提高敏感器件的抗干扰性能 38 5 经济技术分析 39 6 结论 40 前言 近年来世界铁路在高速技术、重载技术、管理技术、安全技术和信息技术等方面取得了重大进展。而加快我国铁路科技进步，实现铁路现代化，关键是科技，基础在教育。提高，直接关系到我国铁路现代化的进程。改革开放以来，我国高速增长的经济带动大量的铁路客流，加之近年来中国旅游市场升温，出行人数连年翻增随着科学技术的迅发展，人们的生产行为、生活方式都发生了重大的变化，作为生活生产中非常重要的一项技术监控技术的重要性正在逐渐被人们所认识和重视。早期的监控系统，采用大型仪表集中对各个重要设备的状态进行监视，并通过操作盘来进行集中式操作。而计算机监控系统是以监测控制计算机为主体，加上检测装置、执行机构与被监测控制的对象(生产过程)共同构成的整体。在该系统中，计算机实现了生产过程的检测、监督和控制功能。在现代企业的生产和管理中，大量的物理量、环境参数、工艺数据、特性参数需要进行实时检测、监督管理和自动控制。由于工业生过程控制要求的高环境适应性、高实时性、和高可靠性等特点，自动控制与检测技术一直沿着自己的道路发展，测控领域所使用的通信技术都自成体系，许多通信协 议不开放，而且大多数系统都是面向单台，或单一类型的设备。 随着生产力的进步，设备的分布越来越离散单一的，各自独立的监测系统已不能适应工业化的需求，于是便产生了列车运行监控系统(AST)是列车运行控制系统的重要组成部分，监控系统是由系统通信、信息显示、列车跟踪、进路控制、计划管理、人机界面、实绩记录和统计报表等子系统组成，完成的主要功能：调度区段内列车运行情况集中监视与控制；监测进路控制列车间隔控制设备工作；按行车计划自动控制道旁信号设备接发列车；自动记录列车运行实迹；自动生成时刻表、显示、修改和优化；运行数据统计及报表自动生成。在这6项功能中，列车运行实迹的自动纪录的车次追踪模块是一个承上启下的关键模块，是使整个系统就从一个只能监视现场股道、信号等变化的开环系统，转变为一个显示调度区段内列车运行情况，系统根据现场列车运行状况自动生成相应计划圆满执行计划的闭环系统。由此可见，列车追踪软件作为本系统的一个后台模块，没有图像显示，易被他人忘却，但其重要性不容忽视，其结果的准确性将会严重影响整个ATS的工作情况。随着我国旅客列车提速范围越来越大，运行速度越来越高，途中停靠站少，确保