基于rs232实时在线多点温度测控系统的设计

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1、基于RS232实时在线多点温度测控系统的设计【摘要】温度是工业对象中的主要被控参数之一，本文介绍了多点温度检测控制系统，基于高性能的加强型8位MCS-51系列单片机AT89C51RC，采用数字温度传感器DS18B20进行单总线式多点测温，具有一定的智能化，既可进行现场自动控制，也可通过全双工RS-232通信接口实现联网通信，以便于对参数进行设置及获得更高点数的控制。同时为了现场及远程调试的方便，本系统还具有手动、自动切换功能，现场设置有一个小键盘，可方便进行各种参数的输入处理，系统能够同时控制8路设备的加热或降温。　　【关键词】多路测控仪；在线实时控制；串行通信；Prot

2、eus；单片机　　自二十世纪七十年代单片机问世以来，以其具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠的特点，在智能仪表、家用电器和实时工业控制等控制应用领域得到广泛应用。特别是单片机在线控制应用，不仅仅限于其广阔范围以及所带来的经济效益上，更重要的还在于从根本上改变着传统控制系统设计思想和设计方法。随着社会经济的发展，我国的传统农业也向设施农业转变，温室大棚也向着自动化、智能化转变。本文以温室大棚的温度检测控制为研究对象，实现8点温度监测、温度范围为-30℃～+128℃的可调可控，同时可选择手动或自动操作来进行现场或远程在线的实时测控及8点设备的加热或降温，以达到温度适

3、宜、均匀。　　一、总体设计方案的选择　　1.系统的总体结构框图（见图1）　　2.功能主件的选择　　1）AT89C51RC单片机　　如图2，该微处理器采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产的低功耗、高性能CMOS8位单片机，兼容标准MCS-51指令系统，引脚兼容80C51和80C52芯片，32kBytesFlash只读程序存储器（ROM），512Bytes内部数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，内置时钟振荡器及可反复擦写1000次的常规烧写的Flash存储器；AT89

4、C51RC单片机功能强大，开发成本低，可为多种高性能低价位的系统控制开发应用提供保障。　　2）DS18B20可组网数字温度传感器　　DS18B20（图3）的温度检测与数字数据输出集成在一个芯片之上，内有64位激光ROM、温度传感器、非易失性温度报警触发器TH和TL等三个主要数字部件，封装形如一只三极管，三个端口分别为地线GND、单数据总线DQ、电源电压VDD，每一个DS18B20固化了一个唯一的64位序列号，外围电路简单，易识别控制，抗干扰力强，测温范围从-55℃到+125℃，精度可达0.5℃，广泛应用于温度测控工作系统中。本文设计开发的温度与输出数据对应关系如表1。　　

5、3）I2C总线及AT24C02C传送信息通道　　I2C总线是通过SDA（串行数据）及SCL（串行时钟线）两根线在连到总线上的器件之间传送信息的二线制总线，数据传送速率在标准工作方式下为100kbit/s，在快速方式下，最高传送速率可达400kbit/s；SDA和SCL均为双向I/O线，和AT24C02C存储器协同完成上位机（远程计算机）与现场控制系统的数据传送，实现总线上的每一个器件既是主器件（发送器）又是从器件（接收器），主器件用于启动总线上传送数据并产生时钟以开放传送的器件，经程序指令被寻址的器件均被认为是从器件，AT24C02C内部地址分配见表2。　　4）R232　

6、　R232是串行通信接口标准，其电器接口是单端的、双极性电源供电电路，传送速率最高为19.2kbps，最大距离为15m。　　二、控制系统程序软件设计及调试　　系统控制软件采用MCS-51汇编语言设计编写，控制程序采用模块化结构设计，主要分数据采集、数据处理、数据显示和实时控制四部分，如图4。　　系统在进入主程序前，对系统进行初始化，清除存储芯片里无用的信息，为保证信息的传输速率和准确性，采用4800bps作为波特率，用AT89C51RC中的定时器2作为波特率发生器；其余两个定时器用作超限报警输出和测温值信息传送。　　按键中断的设计是整个设计过程的重点，采用44矩阵小键盘和

7、专用的键盘电路实现中断触发，来完成如参数修改、现场控制、现场调试等各项功能操作。　　本设计特增加了手动控制继电器功能，可以方便地开启或关闭任意一个继电器，便于现场调试或检查维修。　　控制系统的调试：利用KeiluVision3软件开发平台和Proteus系统设计仿真平台来完成系统的软硬件的调试。uVision3集C编译器、宏汇编程序、连接/定位器、HEX文件生成器于一体；Proteus设有原理图输入系统ISIS、带扩展的（下转第159页）（上接第116页）ProSpice混合模型仿真器、动态器件库、高级图形分析模块和处理器虚拟