| 在工業自動化控制系統中,往往需要對多點模擬量進行檢測,傳統的方法是在各檢測點設置感測器,並以三線或二線連接到主機,通過多路模擬開關和模數轉換器件對各個模擬量進行模數轉換,取得相應的數據以供主機處
理。這種方法存在如下缺陷：
·模擬電壓在通過電纜傳到主機的過程中容易受到干擾；
·主機要通過模擬開關選擇感測器，這使探頭的路數受到限制，主機的介面電路比較複雜；
·主機無法向各檢測點傳送控制指令；
·如果在檢測點增加一個感測器，就必須增加一根電纜連至主機，因而增加了布線的複雜程度；
針對上述問題，筆者設計了一套基於MC145027的群模擬信號檢測系統，使主機和各個探頭之間只通過三根線即可進行雙向的數據傳輸（如圖1所示）。由於MC145027特殊的解碼方式能夠消除瞬間的強電磁干擾，因而數據在傳輸過程中具有很高的可靠性。
1. MC145027的解碼方式
MC145027通常用作解碼器，與之搭配使用的編碼器為MC145026。為了說明MC145027的解碼方式，這裡首先介紹一下MC145026的編碼方式。
1.1MC145026的編碼
集成編碼器CM145026的引腳功能和外部電路如圖2所示。A1～A9是地址或數據輸入端,當作地址使用時有三個狀態(高電平、開路、低電平)，當作數據使用時有兩種狀態（高電平、低電平）；
、
的數值決定MC145026內部時鐘振蕩器的工作頻率
；TE是內部時鐘振蕩器的工作控制端，當TE為低電平時，振蕩器工作；
的輸出編碼信號如圖3所示，兩個連續的寬脈衝（占空比7：1）表示“1”，兩個連續的窄脈衝（占空比1：7）表示“0”，一寬一窄兩個脈衝表示“開路”。發送時，先發送17.5個時鐘周期的低電平,接著依次發送A1～A2的狀態編碼，如果A1～A9的狀態編碼發送完畢后TE依然是低電平,經過24個時鐘周期后再依次發送A1～A9的狀態編碼。其編碼的發送工作不管TE在何時由低電平變為高
電平，均必須等到當前發送周期結束以後才能停止[1]。
1.2MC145027的解碼方式
MC145027是與MC145026配套使用的解碼器（MC145027/145028）的一種，具有4位數據輸出和5位地址編碼，根據其地
址的不同組合可以產生
種不同的地址編碼。根據其地址的不同組合可以產生
MC145027通過RC積分電路來完成寬窄脈衝的識別，圖5中，定時元件R1、C1決定對寬窄脈衝的識別。
。R2、C2是整個發送周期的辨別定時元件，用以確定各個有效單字，
。當編碼信號從數據輸入端（9腳）輸入時，6腳將出現與9腳相同的信號，該信號經R1、C1積分電路積分後由7腳送至數據提取電路，數據提取電路在輸入信號的每一個上升沿通過檢測7腳的狀態來判斷輸入的是寬脈衝還是窄脈衝。圖6給出了6腳和7腳信號的波形，假定數據輸入端輸入的是“開路”編碼（即一個寬脈衝和一個窄脈衝），寬脈衝開始於t0時刻，結束於t1時刻，窄脈衝開始於t2時刻，結束於t3時刻，整個編碼於t4時刻結束。那麼，在t1時刻，7腳的電壓為：
在此時刻，數據提取電路檢測到的7腳電平為高電平，說明上一個脈衝為寬脈衝；此後窄脈衝通過R1給C1充電，在窄脈衝結束時的t3時刻，7腳的電壓為0.74Vcc，在此後的一段時間裡C1通過R1放電，在編碼結束的t4時刻，7腳的電壓為0.1Vcc。此時數據提取電路檢測到7腳的電平為低電平，說明上一個脈衝為窄脈衝。由此可見MC145027並不是對接收到的脈衝信號直接進行解碼，而是將輸入信號積分後進行解碼，由於積分電路能濾除瞬間的尖脈衝干擾，因此MC145027接收的編碼信號即使受到某種程序的干擾，MC145027依然能夠進行正確的解碼，這一點對於環境複雜的工業現場特別重要。
2.系統硬體電路的設計
該檢測系統的硬體電路包括探頭電路和主機介面電路兩部分，主機和探頭之間傳輸的格式遵循MC145026的編碼格式。
2.1探頭電路
探頭電路的原理框圖如圖7所示。
主機發送至探頭的編碼信號線經過信號傳至各個探頭，經放大整形電路處理後送到MC145027進行解碼，當地址判斷一致后，VT由低變高向單片機申請中斷，由單片機讀取解碼后的數據，MC145027能夠解出4位數據碼，4位二進位的數據碼可以表示
種命令，單片機根據命令的要求將採集到的數據（溫度、壓力、濕度等）按照MC145026的編碼格式由P1.7輸出，再經過驅動電路回送至主機。
2.2主機介面電路
以486或586微機作為主機，通過并行列印口與探頭交換數據的主機介面電路如圖8所示。MC145027的A1～A5引腳的狀態決定主機的地址碼（00000），D6～D9分別和主機列印口的引腳13、12、10、11相連，上述4個引腳為印表機的狀態輸入口，口地址為379H（279H），分別對應於主機數據匯流排的D4～D7。主機通過列印口的14腳（口地址37AH/27AH，對應於數據位D1）向各個探頭髮送命令，探頭接到命令後向主機回傳所要求的數據，並通過MC145027解碼後由主機讀取。MC145027的VT引腳接至列印口的1腳（口地址37AH/27AH，對應於數據位D0），主機通過定時檢測VT腳的狀態來判斷是否有應答數據到來。 |
