基于STC12C5A60S2 單片機的MT2000 短波實驗發射機功放狀態實時監控系統

吐松阿依·艾則孜

（作者單位：新疆新聞出版廣電局節傳中心9169臺）

基于STC12C5A60S2 單片機的MT2000 短波實驗發射機功放狀態實時監控系統

吐松阿依·艾則孜

（作者單位：新疆新聞出版廣電局節傳中心9169臺）

MT2000短波發射機的負載是寬頻帶地波發射天線，其反射功率較高，容易對功放造成威脅。由于8個功放的好與壞，通過8個功放平衡電阻的溫度來體現。只要我們及時發現8個功放的工作狀態出現的問題并及時采取措施，不僅能減少停播時間，而且還能防止故障的擴大化，避免一些無謂設備損失。

平衡電阻；功放狀態實時監控；熱敏傳感器；循環采集

MT2000短波發射機其性能穩定、效率高等一系列特點得到了廣大使用者的高度認可。由于它的負載是寬頻帶地波發射天線，因此其反射功率較高，容易對功放造成威脅，影響我們的安全播出。因為8個功放的好與壞，通過8個功放平衡電阻的溫度來體現，及時掌握這8個電阻溫度變化情況顯得尤其重要。只要我們及時發現8個功放的工作狀態出現的問題并及時采取措施，不僅能減少停播時間，而且還能防止故障的擴大化，避免一些無謂設備損失。

以下介紹的是一種基于STC12C5A60S2 系列單片機的MT2000 短波實驗發射機功放狀態實時監控系統。

1　系統的技術指標及功能

（1）對8個平衡電阻的溫度進行實時循環采集，精度為0.5℃完全滿足功放工作狀態的判斷要求。

（2）采集時間間隔及響應時間為1s，能及時地響應功放故障。

（3）發生功放故障時及時進行聲光報警并顯示發生故障的功放號。

（4）對每一個功放的溫度變化情況進行記錄及數據分析，為技術維護工作提供一手資料。

（5）及時記錄保存發生故障的功放號，發生故障的時間及恢復故障的時間。

（6）實時顯示平衡電阻的當前溫度和功放的工作狀態。

2　系統硬件

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

圖1　系統方框圖

該系統的核心是自帶8路10位A/ D轉換器的高速單片機STC12C5A60S2，STC12C5A60S2單片機是宏晶科技生產的單時鐘/機器周期（1T）的單片機，是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統8051，但速度快8～12倍。內部集成MAX810專用復位電路，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轉換（250K/S），針對強干擾場合。

STC12C5A60S2增強型8051 CPU指令代碼完全兼容傳統8051的同時，又增強了數據處理能力。

3　系統原理

當發射機功放出現故障時相應的平衡電阻溫度發生變化（升高），此時貼在電阻表面上的表貼式熱敏傳感器的輸出電流開始降低，溫度越高電流越小，這個電流變化通過線性光耦隔離模塊變成為電壓變化信息傳給STC12C5A60S2單片機的8個A/D轉換口，單片機每秒一次的速度對8路信號進行循環采集，并與正常值進行比較并進行相應的數據分析后，判斷每一個功放的工作狀態。發現異常時，把出現異態的功放號顯示出來的同時發出聲光報警，將每次的監測數據傳給PC機，通過PC機強大的功能實現數據分析、狀態顯示、故障預測及信息保存的功能。

光電耦合器二極管部分通過的電流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其實是溫度的函數，也就是溫度的變化引起I的變化。因為Ia=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的變化通過線性光電耦合器傳遞疊加到Rb上的電壓上傳輸到單片機的A/D口上，實現采集平衡電阻溫度的目的（如圖2）。

圖2　接口電路

4　系統軟件

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

4.1數據采集、故障顯示及報警軟件

主要完成每隔一秒循環采集8路溫度信息的采集及動態顯示，溫度值的判斷和異常溫度值的報警、故障部位的判斷顯示等功能。

4.2與上位機通訊軟件

主要完成單片機采集信息的傳送任務。因系統每隔一秒采集一邊數據，對信息的傳輸速度沒有很高的要求所以系統采用4800，n，8，1波特率。

通訊方式：上位機每隔一秒向單片機發出“aaff0800cc”的讀取命令，其中aa為幀頭，ff0800為讀取命令，cc為幀尾。

單片機一旦接收到讀取命令后向上位機發送38字節的信息，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，PT1H為第一電阻的溫度值的高字節，其他的以此類推，XOR為八個溫度值的XOR值，CC為幀尾。

上位機程序由VB6.0編寫，上位機軟件主要完成溫度信息的曲線顯示，趨勢預警、統計、存儲、查詢等功能。