一、 系统构成

　　本监控系统下位机的核心部分为MEGA8单片机。MEGA8单片机内置lO位的A/D转换器。

　　故可不用外接A/D转换器。当多路电压信号由多路转换器（CIM051）进入单片机后，即可对多路电压信号进行A/D转换和数据处理，完成数据采集。

　　可根据处理的结果进行报警操作，也可通过RS485网络同监控计算机进行通信，以实现分布式监控。

　　系统结构如图1所示。此系统的监控计算机程序使用VB开发，单片机程序使用c语言开发。本文主要讨论单片机如何对多路电压信号进行采集，以及采集的数据如何由单片机经RS485网络传送给监控计算机，以及如何编制CheckSum效验码以实现错误检查。

　　二、数据采集

　　数据采集工作完全是在下位机进行的，可通过对单片机编写控制程序已完成信号的采集和处理任务，主程序流程如图2所示。

　　除主程序外，程序中还设置了实现多路信号巡检的1 s中断程序模块；将A/D转换结果送人单片机进行处理的A/D转换完成中断程序模块；实现数据串行传输的USART中断程序模块；以及实现按键报警，数据处理等功能的子程序模块。

　　A/D转换结束后，在ADC数据寄存器中可以取得转换的结果，对于单端输入的A/D转换，其转换结果为：

　　其中，Vin表示选定的输入引脚上的电压，Vref表示选定的参考电源的电压。0x000表示输入引脚的电压为模拟地，Ox3FF表示输入引脚的电压为参考电压值减去一个LSB。

　　三、串行通信协议

　　监控计算机与单片机的数据交换包括如下3个步骤。

　　（1）单片机要发送数据时，计算机会发送一组字符串过去。该字符串的第一个字符是前导码，单片机根据前导码辨认是否应该读取该字符串，该字符串属于哪一个命令集。

　　在前导码之后是站号，通常以两个字符代表，以RS-485进行网络连接，需要用站号来辨别命令是属于哪一个设备。站号之后是要解读的命令或数据。

　　（2）当单片机收到要求字符串，并经过辨读确定后，便会送出计算机所要求的数据。同样，数据被送出时会在数据之前加上前导码与站号，计算机也有由此辨别数据来自何处。

　　（3）计算机端收到单片机发送回来的字符串，即进行解读检查的操作。当检查完成后，再送一个确定的字符串给单片机，用以说明计算机端已成功收到字符串；而若发送失败，计算机也在该回送的字符串中要求单片机重新发送数据。

　　另外数据发送时，一般会加上错误检查机制，最常用的方法是将字符进行运算，而在字符串的最后加上CheckSum字符，收发双方利用Check-Sum字符的检查判断字符串的正确性。

　　本系统设计的数据格式为：

　　其中，前导码为一个字节；站号为一个字节；命令/数据为一个字节；数据长度为一个字节；数据内容为几个字节；CheckSum校验为两个字节；结束标志位为一个字节。