基于AVR单片机的多路遥控开关编解码实现

负荷缸是船舶电力核心发电机性能的负荷试验必备的重要工装设备，通过负荷试验，可以检验发电机长期工作的性能稳定的情况(静态特性)和对突加突卸负荷的应变能力(动态特性)。AVR单片机具有高性能低价格的优点，在本文中利用AVR单片机对发电机负荷缸的多路远程遥控开关量进行采集监控并进行数字信号编解码，用2芯的电缆取代原来40芯的粗电缆传输控制信号，有效地解决了工作中遇到的问题。

　　1 问题的提出

　　我们通过把由发电机供电的通电极板放到负荷缸水电阻中，用充气升降极板和补给水调节水电阻大小的方法控制试验发电机所带负荷的大小，对发电机的性能进行试验。体积庞大的负荷缸一般放置在码头，在船舶发电机的负荷试验中需要在船舶配电板处控制负荷缸的各个部件，所以我们在船舶配电板处安装了负荷缸遥控台，通过一条40芯约100 m长的多芯电缆连接负荷缸和遥控台。　　

　　在多年的使用经验中发现存在以下问题：

　　(1)因为电缆芯线繁多，工人接线时往往出现接错线的问题，导致遥控台没法正常工作，需耗费时间进行调试。

　　(2)这条多芯的电缆非常大，在每次试验安装的时候需要耗费很多人力进行拉放。

　　(3)经过长期多次的使用，会出现电缆芯线折断无法正常使用的现象，导致在试验期间需花费人力进行检查。

　　鉴于以上存在的问题，我们提出了以下的设想：寻找一种方法对这些多路遥控开关信号进行编码传送，然后在另一端进行解码，使得可以用两芯或较少的芯线来取代这条多芯电缆。

　　2 解决方案

　　对于以上遥控台和负荷缸连接原理图，因为在遥控台上由负荷缸供电的低水位回传信号指示灯等可以容易地改为由遥控台端供电，而在负荷缸端只提供开关量信号，于是实际的问题便变成了实现一种对多路遥控开关和返回开关量信号进行编码。刚开始考虑到采用T型电阻网络对这些开关进行采样，用A/D，D/A转换的方法实现，但为了保证信号长距离传输的可靠性，决定用数字信号的方式对这些开关量进行编解码，随着技术的进步使这种设想成为可能，经过综合比较，我们决定选用功能强大，价格便宜的ATMEL Mega8单片机对这些开关信号进行编解码和信号传输控制。

　　因为在负荷端和遥控台的连接距离接近100 m，超过串口RS 232信号可靠传送到达的距离，我们增加了SN75LBC184 RS 232/RS 485串行通信转换器芯片，SN75LBC184输人和单片机TXD、RXD管脚相连，单片机PD2引脚控制SN75LBC184芯片的收发使能端实现收发功能的转换，用两芯的电缆连接负荷缸端和遥控台端SN75LBC184芯片的输出端口，实现了单片机串口信号的远距离传送和电路的半双工工作

　　3 串行通信协议及编程实现