分時多任務(wù)礦用膠帶機綜保系統(tǒng)主站設(shè)計

　　摘要：傳統(tǒng)的煤礦膠帶機綜保系統(tǒng)主站通常采用單任務(wù)機制，靈活性差，單片機利用率不高，限制了主站的性能。本文將分時多任務(wù)機制應(yīng)用在膠帶機綜保系統(tǒng)的主站設(shè)計中，將主站所要實現(xiàn)的功能劃分為若干個任務(wù)，為各任務(wù)分配時間片，提高了主站的工作效率，同時使系統(tǒng)具有很強的實時性。

　　引言

　　隨著煤礦開采技術(shù)的提高，對煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求也越來越高，8位單片機單任務(wù)的設(shè)計方法已不能滿足生產(chǎn)實踐的要求。16位甚至32位處理器已越來越多地應(yīng)用于煤礦監(jiān)控領(lǐng)域，這些處理器資源豐富，可以通過移植操作系統(tǒng)實現(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但價格高，且開發(fā)難度大，而8位單片機存儲空間有限，不適合移植操作系統(tǒng)，因此本文將分時多任務(wù)的思想應(yīng)用于8位單片機中，用時間片的方法分配各任務(wù)的運行時間，并且在每個任務(wù)的內(nèi)部實現(xiàn)任務(wù)的調(diào)度，減少了額外的資源占用。該方法程序簡單明了便于擴展，同時提高了系統(tǒng)的利用率，擴大了單片機的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

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

　　主站作為整個系統(tǒng)的核心，主要有以下幾個功能：(1)采集布置在機頭處的若干傳感器信號;(2)接收處理各分站的數(shù)據(jù);(3)歷史數(shù)據(jù)的存儲功能和實時數(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

　　本文設(shè)計的主站采用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，功能強大，I/O口多，便于日后升級系統(tǒng)。圖2為Mega128基本工作電路。設(shè)計中采用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。