分時(shí)多任務(wù)礦用膠帶機(jī)綜保系統(tǒng)主站設(shè)計(jì)

　　摘要：傳統(tǒng)的煤礦膠帶機(jī)綜保系統(tǒng)主站通常采用單任務(wù)機(jī)制，靈活性差，單片機(jī)利用率不高，限制了主站的性能。本文將分時(shí)多任務(wù)機(jī)制應(yīng)用在膠帶機(jī)綜保系統(tǒng)的主站設(shè)計(jì)中，將主站所要實(shí)現(xiàn)的功能劃分為若干個(gè)任務(wù)，為各任務(wù)分配時(shí)間片，提高了主站的工作效率，同時(shí)使系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性。

　　引言

　　隨著煤礦開(kāi)采技術(shù)的提高，對(duì)煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求也越來(lái)越高，8位單片機(jī)單任務(wù)的設(shè)計(jì)方法已不能滿足生產(chǎn)實(shí)踐的要求。16位甚至32位處理器已越來(lái)越多地應(yīng)用于煤礦監(jiān)控領(lǐng)域，這些處理器資源豐富，可以通過(guò)移植操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多任務(wù)控制，從而有效地利用處理器。高檔處理雖然性能強(qiáng)但價(jià)格高，且開(kāi)發(fā)難度大，而8位單片機(jī)存儲(chǔ)空間有限，不適合移植操作系統(tǒng)，因此本文將分時(shí)多任務(wù)的思想應(yīng)用于8位單片機(jī)中，用時(shí)間片的方法分配各任務(wù)的運(yùn)行時(shí)間，并且在每個(gè)任務(wù)的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)任務(wù)的調(diào)度，減少了額外的資源占用。該方法程序簡(jiǎn)單明了便于擴(kuò)展，同時(shí)提高了系統(tǒng)的利用率，擴(kuò)大了單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　目前礦用膠帶機(jī)綜保系統(tǒng)采用主站和分站結(jié)合的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，主站放置于膠帶機(jī)的機(jī)頭，采集煤位、溫度、速度和煙霧信號(hào)，分站沿皮帶每隔20~40米布置一個(gè)，主要用于采集跑偏和急停信號(hào)并通過(guò)485總線發(fā)送給主站。圖1為目前常用的膠帶機(jī)綜保結(jié)構(gòu)。

　　主站作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，主要有以下幾個(gè)功能：(1)采集布置在機(jī)頭處的若干傳感器信號(hào);(2)接收處理各分站的數(shù)據(jù);(3)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示。因此主站性能的好壞將影響到系統(tǒng)的可靠性?！　?/p>

　　主站硬件設(shè)計(jì)

　　本文設(shè)計(jì)的主站采用Mega128作為主控制器，根據(jù)功能輔以DS1302、AT24C256等芯片實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。

　　Mega128基本工作電路

　　Mega128是一款8位低功耗CMOS微處理器，功能強(qiáng)大，I/O口多，便于日后升級(jí)系統(tǒng)。圖2為Mega128基本工作電路。設(shè)計(jì)中采用MAX706作為復(fù)位芯片，另外還提供了有源和石英兩種晶振方式。