基于ATmega128的16路遥控单元设计与实现

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                    　　在电力及工业自动化控制系统中，断路器的分合、电机的启停，电磁阀的开闭等，有众多的执行机构需要进行远程控制，在以往的系统设计中常使用多个PLC或带有通讯和开关量输出功能的现场仪表组成一个远程自动控制系统，但高昂的成本和繁琐的系统结构给自动化设计、应用带来困扰。
　　本文介绍一款具有16路遥控接点输出的ARTU-J16,该装置通过RS485总线与上位机相连，作为远程继电器输出模块，用于接收计算机指令，执行系统的遥控操作或自动控制，继电器输出共16路，装置拥有1600组操作事件记录，带GPS校时功能，在外部电源掉电后可以保证SOE事件记录一个月内不丢失，相对以往控制方式，本设计在简化控制网络结构的同时，提供了一种低成本，高可靠性的替代方案。
　　1 电路设计原理
　　ARTU-J16遥控单元硬件主要包括主CPU芯片、拨码开关设定输入、实时时钟、双路RS485通讯、SOE事件记录存储、看门狗控制、继电器控制及输出、供电电源模块等8部分组成（见图1）。



　　图2 拨码开关设定输入
　　1.3 实时时钟
　　实时时钟芯片RX-8025A（IC4）提供给系统SOE事件的时间记录点，该芯片拥有400kHz 串行 总线接口，内置频率为32.768 kHz 的石英振荡器，提供宽温、高稳定性的实时时间数据。
　　1.4 通讯方式
　　通讯方式采用双路RS485方式，调试及设定和上位机通讯部分在物理上分成两路，互不干扰，有效防止可能存在的误操作（见图3）。



　　图4 事件记录存储电路
　　1.6 看门狗控制
　　掉电自动保存部分使用MAX691CWE（IC8）作为电源管理，在系统有辅助供电的情况下保证IC3由主电源Vcc供电，当主电源掉电时则自动切换到后备电池供电方式。同时此芯片还兼有看门狗功能，在系统死机的极端情况下及时复位CPU使系统快速恢复至受控状态（见图5）。



　　图6 继电器控制及输出
　　1.8 电源部分
　　电源模块采用PI公司的开关电源芯片，输入范围为AC/DC 80-270V,电源共有3路输出，分别给CPU,继电器驱动、通讯等部分电路提供电源。
　　2 软件设计
　　软件设计流程见图7.



图8
　　5? 结束语
　　ARTU-J16遥控单元于2007年12月在国家继电保护及自动化设备质量监督检验中心测试，符合相关标准要求。该产品已在某油田供水供电公司、苏州某税务大厦、内蒙某煤矿等工程配电监控系统中得到应用，降低了投资成本，产生了较好的社会和经济效益。