一种基于单片机的状态监测系统

摘要

一种基于单片机的状态监测系统，包括：一个接口板单板和多个业务板单板，每个单板包括单片机处理器、电流采集电路、电压和温度采集电路、I²C接口，GPIO接口，模拟I²C接口，接口板单板还包括RS485接口，系统采用分布式主从通信结构，接口板单片机做主机，各业务板单片机做从机，通过配置ID号区分各单板。接口板单片机负责收集各单板状态信息，统一与上位机和外部主控单元进行通信，完成实时监测整机中各单板电源电压、电流、核心芯片温度以及外部芯片工作时钟等状态参数。本发明具有检测全面、对外接口简单、配置项统一、通用性强、实时性好等优点。

主权项

基于单片机的状态监测系统，其特征包括：一个接口板单板和多个业务板单板，每个单板包括单片机处理器、电流采集电路、电压和温度采集电路、I²C接口，GPIO接口，模拟I²C接口，接口板单板还包括RS485接口，其中：单片机处理器：处于接口板单板时，单片机处理器ID号设置为0x01，单片机处理器作为主机，运行于接口板工作模式，采集自身工作状态，查询并收集各业务板工作状态信息，接收上位机发送的单板状态查询指令，根据查询指令中的ID号反馈相应单板状态，并将整机系统状态信息定时上报至外部主控单元；处于业务板单板时，不同的业务板单板设置不同的ID号：业务板1的ID号设置为0x02，业务板2的ID号设置为0x03，业务板3的ID号设置为0x04，单片机处理器作为从机，运行于业务板工作模式，响应接口板单片机处理器的状态查询指令，采集自身状态信息并反馈至接口板单片机处理器；电流采集电路：对5V和28V电源电流进行放大，并转换为相应的模拟电压信号；电压和温度采集电路：采集并转换单板关键电源电压、外部芯片管芯温度、电压和温度监测芯片的管芯温度，采集的状态可根据各单板具体配置不同而不同；I²C接口：完成接口板单片机处理器向业务板单片机处理器发送状态查询指令，并从业务板单片机处理器接收状态信息；完成接口板单片机处理器向外部主控单元发送整机状态信息；接口板单片机处理器、业务板单片机处理器与外部主控单元接在同一I²C接口上，通过合理设计避免总线资源抢占；GPIO接口：完成将电流采集电路转换后的模拟电压信号发送至单片机处理器；完成外部芯片向单片机处理器发送工作时钟，由单片机处理器的可编程计数阵列PCA捕获时钟，计算出时钟频率值；模拟I²C接口：完成将电压和温度采集电路转换后的电压、温度值发送至单片机处理器；RS485接口：完成上位机向接口板单片机处理器发送单板状态查询指令，并从接口板单片机处理器接收单板状态信息。