引言

　　ｒｓ一４８５總線由于平衡差分傳輸?shù)奶匦�，具有抗干擾能力強，傳輸距離遠(yuǎn)、有較強的級連的能力。能實現(xiàn)多站遠(yuǎn)距離通信，組網(wǎng)方便，成本低廉，因此在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

　　本系統(tǒng)是基于ｒｓ一４８５總線的遠(yuǎn)程多路溫度監(jiān)測、控制系統(tǒng)，上位機是一臺ｐｃ，下位機是多個以ａｔ９８ｓ５１為控制器的溫度傳感器。工作時，下位機會向上位機發(fā)出本機地址和詢問預(yù)置溫度的請求。上位機獲得下位機地址后，就知道那些地址的下位機已啟動并根據(jù)請求把相應(yīng)的預(yù)置溫度發(fā)給下位機，此后每隔一定時間逐一詢問已啟動的下位機測定的溫度信息，獲得溫度值后存入數(shù)據(jù)庫并實時顯示當(dāng)前各路傳感器測定溫度，當(dāng)溫度過高時，會告警提示。下位機獲得預(yù)置溫度后，開始對傳感器的數(shù)據(jù)采集和溫度測量。當(dāng)溫度低于預(yù)置溫度時，接通加熱器加熱溫度，溫度過高時，接通制冷設(shè)備加速降溫，同時把溫度信息傳回上位機，溫度超出范圍后，還會以蜂鳴器報警。上位機接收下位機的測量溫度后存入數(shù)據(jù)庫，并實時顯示，系統(tǒng)還具備數(shù)據(jù)庫管理、溫度變化曲線繪制等功能。當(dāng)下位機掉電重啟后，會向上位機重新問詢獲得掉電前的預(yù)置溫度。溫度監(jiān)控系統(tǒng)由傳感器電路、信號調(diào)整電路、ａ／ｄ采樣電路、控制電路、監(jiān)控主機組成。基本工作原理是：傳感器電路將感受到的溫度信號以電壓形式輸出，經(jīng)調(diào)整電路變換到ｔｔｌ電平、由ａ／ｄ采樣后將數(shù)字量送給單片機控制電路，單片機根據(jù)開機時上位機傳來的設(shè)定溫度判斷作何種控制，如溫度未到設(shè)定溫度，經(jīng)驅(qū)動控制繼電器閉合接通加熱器，如溫度過高則接通制冷設(shè)備加速降溫。單片機還將所測溫度在數(shù)碼管上顯示，并在上位機詢問時把測量溫度送到上位機入庫。系統(tǒng)框圖如下圖１。

　　系統(tǒng)實現(xiàn)

　　硬件設(shè)計

　�。幔簦福梗螅担笔牵幔簦恚澹旃镜目稍诰�編程的單片機，它價格低廉，且支持在系統(tǒng)編程（ｉｓｐ），方便設(shè)計者開發(fā)調(diào)試。溫度傳感器選用ｎｓ公司生產(chǎn)的ｌ＝�。恚常�，它具有很高的工作精度和較好的線性工作范圍，測溫范圍為一５５℃～＋１５０℃，完全適用于一般的測溫場合。其輸出電壓與攝氏溫度線性成正比，無需外部校準(zhǔn)即可提供１／４℃的測量精度。信號調(diào)整電路將傳感器電路輸出的變化范圍為２ｖ左右的直流電壓，調(diào)整為ｔｔｌ電平，以便與ａ／ｄ兼容。由于單片機�。椋锟谟邢�，在對測溫實時性要求不是太高的情況下，ａ／ｄ變換采用８位串行ａ／ｄ轉(zhuǎn)換器ａｄｃ０８３２，它與單片機的ｉｏ連線只有三根，減少了ｉｏ占用量。四個數(shù)碼管的數(shù)據(jù)端都接到單片機ｐ１口，控制端由ｐ２［３．．０］控制，利用定時器中斷觸發(fā)，每次只接通一個數(shù)碼管，顯示相應(yīng)數(shù)值，利用分時顯示在數(shù)碼管上顯示溫度值。當(dāng)溫度變化時，ａ／ｄ采集調(diào)整電路輸出電壓值，送單片機，單片機根據(jù)采樣值判定溫度，通過數(shù)碼管顯示溫度值并回饋上位機。

　　原理圖如圖２　所示。

　　軟件設(shè)計

　　下位機軟件設(shè)計

　　下位機的軟件是在ｋｅｉｌ�。酰觯椋螅椋恚欤蚕�，使用ｃ語言開發(fā)的。下位機的軟件設(shè)計中，主要解決三個問題：一是ａｄｃ０８３２的控制位寫入。根據(jù)數(shù)據(jù)手冊，在時鐘上升沿寫入配置字即可，但按此方法始終不能正確讀出數(shù)據(jù)，后來經(jīng)過試驗，在寫入配置字的每一位后，還要在負(fù)跳變前把數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)，配置字才能正確寫入。二是數(shù)碼管上溫度值的顯示。最后采用中斷方案，每隔１０ｍｓ進(jìn)入中斷程序，循環(huán)選通各個數(shù)碼管，分時顯示對應(yīng)的數(shù)字值。三是ａ／ｄ采樣數(shù)據(jù)的處理，為避免因干擾而造成ａ／ｄ采樣數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，這里采用軟件濾波的方法以濾除可能的尖峰干擾。方法是連續(xù)采樣七次，去掉最高值和最低值，其余五次取平均值來獲得ａ／ｄ采樣的數(shù)字量。

　　經(jīng)測量，０ｖ對應(yīng)的溫度為０℃，，５ｖ時對應(yīng)的溫度為１�。玻怠�，則比例因子ｋ＝０．０４ｖ／℃。每個數(shù)字量對應(yīng)的電壓值為２０ｍｖ，則數(shù)字量變化與溫度變化比例關(guān)系ｋ１＝２數(shù)字量／℃，利用此比例因子就可由數(shù)字量得到當(dāng)前溫度。

　　上位機軟件設(shè)計

　　本系統(tǒng)為主從式監(jiān)控系統(tǒng)，主機（即上位機）在向下位機發(fā)預(yù)置溫度啟動下位機后，輪詢不同地址碼的從機，獲得溫度值，存入數(shù)據(jù)庫并在主界面顯示。從機接收到主機預(yù)置溫度后啟動，每次主機詢問溫度值時回送測量溫度值。如出現(xiàn)掉電后重啟的情況，從機向主機發(fā)出重置請求，要求主機重發(fā)預(yù)置溫度。上位機的通信軟件開發(fā)采用ｂｏｒｌａｎｄ公司的ｃ＋＋ｂｕｉｌｄｅｒ５．ｏ，它的集成ｒａｄ開發(fā)環(huán)境可以幫助開發(fā)人員快速高效地開發(fā)出高質(zhì)量的程序。在ｃ＋＋ｂｕｉｌｄｅｒ中對串口進(jìn)行編程可以使用ｍｓｃｏｍｍ控件加快開發(fā)進(jìn)度。它是一個ａｃｔｉｖｅｘ組件，不在ｃ＋＋ｂｕｉｌｄｅｒ。安裝中提供，可以在裝有ｖｃ６．０