基于STC12C5A60S2 單片機(jī)的MT2000 短波實(shí)驗(yàn)發(fā)射機(jī)功放狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)

吐松阿依·艾則孜

（作者單位：新疆新聞出版廣電局節(jié)傳中心9169臺(tái)）

基于STC12C5A60S2 單片機(jī)的MT2000 短波實(shí)驗(yàn)發(fā)射機(jī)功放狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)

吐松阿依·艾則孜

（作者單位：新疆新聞出版廣電局節(jié)傳中心9169臺(tái)）

MT2000短波發(fā)射機(jī)的負(fù)載是寬頻帶地波發(fā)射天線，其反射功率較高，容易對(duì)功放造成威脅。由于8個(gè)功放的好與壞，通過(guò)8個(gè)功放平衡電阻的溫度來(lái)體現(xiàn)。只要我們及時(shí)發(fā)現(xiàn)8個(gè)功放的工作狀態(tài)出現(xiàn)的問(wèn)題并及時(shí)采取措施，不僅能減少停播時(shí)間，而且還能防止故障的擴(kuò)大化，避免一些無(wú)謂設(shè)備損失。

平衡電阻；功放狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控；熱敏傳感器；循環(huán)采集

MT2000短波發(fā)射機(jī)其性能穩(wěn)定、效率高等一系列特點(diǎn)得到了廣大使用者的高度認(rèn)可。由于它的負(fù)載是寬頻帶地波發(fā)射天線，因此其反射功率較高，容易對(duì)功放造成威脅，影響我們的安全播出。因?yàn)?個(gè)功放的好與壞，通過(guò)8個(gè)功放平衡電阻的溫度來(lái)體現(xiàn)，及時(shí)掌握這8個(gè)電阻溫度變化情況顯得尤其重要。只要我們及時(shí)發(fā)現(xiàn)8個(gè)功放的工作狀態(tài)出現(xiàn)的問(wèn)題并及時(shí)采取措施，不僅能減少停播時(shí)間，而且還能防止故障的擴(kuò)大化，避免一些無(wú)謂設(shè)備損失。

以下介紹的是一種基于STC12C5A60S2 系列單片機(jī)的MT2000 短波實(shí)驗(yàn)發(fā)射機(jī)功放狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。

1　系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)及功能

（1）對(duì)8個(gè)平衡電阻的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)循環(huán)采集，精度為0.5℃完全滿足功放工作狀態(tài)的判斷要求。

（2）采集時(shí)間間隔及響應(yīng)時(shí)間為1s，能及時(shí)地響應(yīng)功放故障。

（3）發(fā)生功放故障時(shí)及時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警并顯示發(fā)生故障的功放號(hào)。

（4）對(duì)每一個(gè)功放的溫度變化情況進(jìn)行記錄及數(shù)據(jù)分析，為技術(shù)維護(hù)工作提供一手資料。

（5）及時(shí)記錄保存發(fā)生故障的功放號(hào)，發(fā)生故障的時(shí)間及恢復(fù)故障的時(shí)間。

（6）實(shí)時(shí)顯示平衡電阻的當(dāng)前溫度和功放的工作狀態(tài)。

2　系統(tǒng)硬件

系統(tǒng)的硬件主要由溫度傳感采集接口電路STC12C5A60S2 快速單片機(jī)，RS485 數(shù)據(jù)隔離傳輸模塊及上位機(jī)（微型工控PC 組成），如圖1所示。

圖1　系統(tǒng)方框圖

該系統(tǒng)的核心是自帶8路10位A/ D轉(zhuǎn)換器的高速單片機(jī)STC12C5A60S2，STC12C5A60S2單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期（1T）的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8～12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，硬件看門狗，2路PWM，2路通用全雙工異步串行口（UART）8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換（250K/S），針對(duì)強(qiáng)干擾場(chǎng)合。

STC12C5A60S2增強(qiáng)型8051 CPU指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051的同時(shí)，又增強(qiáng)了數(shù)據(jù)處理能力。

3　系統(tǒng)原理

當(dāng)發(fā)射機(jī)功放出現(xiàn)故障時(shí)相應(yīng)的平衡電阻溫度發(fā)生變化（升高），此時(shí)貼在電阻表面上的表貼式熱敏傳感器的輸出電流開(kāi)始降低，溫度越高電流越小，這個(gè)電流變化通過(guò)線性光耦隔離模塊變成為電壓變化信息傳給STC12C5A60S2單片機(jī)的8個(gè)A/D轉(zhuǎn)換口，單片機(jī)每秒一次的速度對(duì)8路信號(hào)進(jìn)行循環(huán)采集，并與正常值進(jìn)行比較并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析后，判斷每一個(gè)功放的工作狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，把出現(xiàn)異態(tài)的功放號(hào)顯示出來(lái)的同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，將每次的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳給PC機(jī)，通過(guò)PC機(jī)強(qiáng)大的功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、狀態(tài)顯示、故障預(yù)測(cè)及信息保存的功能。

光電耦合器二極管部分通過(guò)的電流I=Vcc/（RI+Rt），其中RI是限流固定電阻，Rt是表貼式PT熱傳感器，其電阻隨著溫度變化。因此，I其實(shí)是溫度的函數(shù)，也就是溫度的變化引起I的變化。因?yàn)镮a=Vcc/（Ra+Rgd+Rb），其中Ra是限流固定電阻，Rb是分壓固定電阻，Rgd則是隨著I的大小而變化的仿真可變電阻。因此，I的變化通過(guò)線性光電耦合器傳遞疊加到Rb上的電壓上傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)的A/D口上，實(shí)現(xiàn)采集平衡電阻溫度的目的（如圖2）。

圖2　接口電路

4　系統(tǒng)軟件

單片機(jī)軟件用MSI-51匯編語(yǔ)言編寫，上位機(jī)（PC機(jī)）則VB6.0編寫操作系統(tǒng)則用WINXP/WIN7都可以。單片機(jī)程序主要由以下兩個(gè)部分組成。

4.1數(shù)據(jù)采集、故障顯示及報(bào)警軟件

主要完成每隔一秒循環(huán)采集8路溫度信息的采集及動(dòng)態(tài)顯示，溫度值的判斷和異常溫度值的報(bào)警、故障部位的判斷顯示等功能。

4.2與上位機(jī)通訊軟件

主要完成單片機(jī)采集信息的傳送任務(wù)。因系統(tǒng)每隔一秒采集一邊數(shù)據(jù)，對(duì)信息的傳輸速度沒(méi)有很高的要求所以系統(tǒng)采用4800，n，8，1波特率。

通訊方式：上位機(jī)每隔一秒向單片機(jī)發(fā)出“aaff0800cc”的讀取命令，其中aa為幀頭，ff0800為讀取命令，cc為幀尾。

單片機(jī)一旦接收到讀取命令后向上位機(jī)發(fā)送38字節(jié)的信息，其格式為：BB，00，PT1L，PT1H，PT2L，PT2H，PT3L，PT3H，PT4L，PT4H，PT5L，PT5H，PT6L，PT6H，PT7L，PT7H，PT8L，PT9H，XOR，CC。

其中，BB00為幀頭，PT1L為第一電阻的溫度值的低字節(jié)，PT1H為第一電阻的溫度值的高字節(jié)，其他的以此類推，XOR為八個(gè)溫度值的XOR值，CC為幀尾。

上位機(jī)程序由VB6.0編寫，上位機(jī)軟件主要完成溫度信息的曲線顯示，趨勢(shì)預(yù)警、統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)、查詢等功能。