第17章 微机控制的监视与报警系统 采用微型计算机进行扫描和检测的报警系统，目前船舶上最常见。 §17-1 模拟量输入 §17-2 开关量输入 §17-3 数字量输出 §17-4 监视与报警系统的信息传输

§17-1 模拟量输入 一、模拟量输入的硬件原理 输入通道 组成框图：图17-1-1 模拟量采样电路图：图17-1-2 表17-1-1 A2(P1.2) A1(P1.1) A0(P1.0) 输入通道 CH1 1 CH2 CH3 CH4 CH5 CH6 CH7 CH8 一、模拟量输入的硬件原理 输入通道 组成框图：图17-1-1 模拟量采样电路图：图17-1-2 表17-1-1 2. A/D转换及其接口电路 图17-1-3 返回本章目录

二、模拟量输入的软件原理 数据采样 采样程序框图：图17-1-4 2. 数据处理 返回本章目录

§17-2 开关量输入 一、开关量输入电路 图17-2-1 二、开关量输入接口 图17-2-2 三、按模拟量方式的开关量输入 输入原理图17-2-3 返回本章目录

§17-3 数字量输出 几种典型的开关量输出电路 图17-3-1 系统正常、滑油低压、扫气高温下各字节位的定义及输出内容如下表： 表17-3-1 系统状态 指示灯状态 字节位定义 输出内容 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 H0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 正常 灭 亮 1 0FH 滑油低压 87H 扫气高温 1EH 返回本章目录

§17-4 监视与报警系统的信息传输 计算机之间的数据通信是通过通信总线进行的，在船舶机舱中最多的是串行通信总线。 一、计算机网络通信基础 数据通信的基本概念 数据传输过程图17-4-1 并行通信与串行通信 串行通信的基本方式 同步通信与异步通信 基带传输与频带传输 串行通信中的差错控制 数据传输速率 返回本章目录

一、计算机网络通信基础 2. 网络拓扑结构 图17-4-2 星形结构 总线结构 环形结构 复合结构 3. 网络传输介质 双绞线 同轴电缆 2. 网络拓扑结构 图17-4-2 星形结构 总线结构 环形结构 复合结构 3. 网络传输介质 双绞线 同轴电缆 光纤 返回本章目录

§17-4 监视与报警系统的信息传输 一、计算机网络通信基础 4. 网络通信的OSI参考模型 图17-4-3 物理层：为上一层提供传输数据的物理连接 数据链路层：解决两个相邻节点之间通信问题 网络层：通过路径选择算法将数据包送到目的地 传输层：为上层协议提供端到端的可靠和透明的数据传输服务 会话层：管理和协调不同主机上各种进程之间的通信 表示层：处理流经节点的数据编码的表示方式问题 应用层：通过应用程序来完成网络用户的应用需求

广泛应用于计算机与终端或外设之间的连接标准。 RS-232的信号线与物理连接 表17-4-1 RS-232的信号线及其功能 二、RS-232C串行通信总线 广泛应用于计算机与终端或外设之间的连接标准。 RS-232的信号线与物理连接 表17-4-1 RS-232的信号线及其功能 远距离连接 图17-4-4 采用Modem进行远距离传输时RS-232的信号连接 近距离连接 3种直接连接方式 图17-4-5 返回本章目录

二、RS-232C串行通信总线 2. RS-232的电气特性 图17-4-6 RS-232与TTL电路之间的电平和逻辑转换原理 图17-4-8 RS-422的DB-9引脚定义 图17-4-9 RS-485总线传输原理 图17-4-10 RS-485总线的网络连接 图17-4-11 RS-485的DB-9引脚定义 返回本章目录

现场总线是以OSI模型为基础的计算机通信总线，不仅规定了硬件接口标准，而且还规定了通信协议标准，具有完整的软件支持系统。 三、现场总线 现场总线是以OSI模型为基础的计算机通信总线，不仅规定了硬件接口标准，而且还规定了通信协议标准，具有完整的软件支持系统。 目前在船舶机舱应用较多的主要有CAN和ProfiBus。 返回本章目录

CAN（Controller Area Network）总线 特征 结构 图17-4-12 三、现场总线 CAN（Controller Area Network）总线 特征 结构 图17-4-12 2. ProfiBus( Process FieldBus)总线 系统结构 图17-4-13 传输介质 图17-4-14 返回本章目录

RJ45是国际通用的注册插孔（Registered Jack） 图17-4-17 四、以太局域网 局域网（Local Area Network）是在一个局部的地理范围（如船舶机舱、学校、工厂、机关）内，将各种台式计算机相互连接起来组成的计算机通信网，简称LAN。 IEEE802参考模型 如图17-4-15 以太网的连接模式 如图17-4-16 RJ45是国际通用的注册插孔（Registered Jack） 图17-4-17 返回本章目录

将现场物理量变换为电信号 实现多选一 保持、保证A/D精度 进行地址译码，产生片旋信号和写信号 抑制干扰、保证A/D转换精度 图17-1-1 模拟量输入通道的组成 返回

图17-1-2 模拟量输入通道的多路切换 返回

图17-1-3 模拟量输入的A/D转换及其输入接口电路 返回

开始 存储高8位 保护现场 数据指针+1 设置数据存放首地址DP 读低4位 设置初始通道号N=0 通道选择 N 采完所有通道? 启动A/D转换 结束否? 读高8位 存储高8位 数据指针+1 读低4位 采完所有通道? 恢复现场 返回 N Y 图17-1-4 采样中断服务程序框图 返回

返回 图17-2-1 开关量输入电路

返回 图17-2-2 开关量输入接口电路

图17-2-3 开关量的模拟量方式输入原理 返回

图17-3-1 开关量输出电路 返回

信息 传输介质 在介质上传输 信号 数据 信息 发送端 接收端 图17-4-1 数据传输过程 返回

图17-4-2 通信网络拓扑结构 返回

图17-4-3 OSI模型的体系结构 返回

表17-4-1 RS-232的信号线及其功能 返回

图17-4-4 采用Modem进行远距离传输时RS-232的信号连接 返回

（a） （b） （c） 图17-4-5 近距离传输时RS-232的信号连接 返回

图17-4-6 RS-232与TTL电路之间的电平和逻辑转换原理 返回

图 17-4-7 RS-422总线传输原理 返回

图17-4-9 RS485 总线传输原理 返回

图17-4-10 RS485总线的网络连接 返回

返回 图17-4-11 RS-485的DB-9引脚定义

图17-4-12 CAN总线接口及网络连接 返回

图17-4-13 ProfiBus-DP总线典型系统结构 返回

图17-4-14 DP总线RS-485连接器 返回

图17-4-15 局域网的802参考模型 返回

（a）单个集线器连成的以太网 （b）多个集线器连成的以太网 图17-4-16 集线器及由集线器连成的以太网 返回

图17-4-17 返回