多点温度监控系统.doc

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1、多点温度监控系统1方案1.1方案一利用单一单片机同时挂载多个温度传感器实行多点温度采集控制。可最大限度的节约成本。方案具体框图如下：单片机二号传感器一号传感器三号传感器人机交互设备各分机加热设备图1-1方案一设计框图本方案看似节约成本且简单可行，其实在工业现场这个充满干扰的环境中如果只是用传感器单一的将信号与主机进行长距离传送得到的信号常常是失真的信号，无法实现精确控制、所以方案一不可行。1.2方案二利用单片机串口通信组成测控网络，各从机与主机进行通信交换信息，主机将采集到的温度统一实时显示，管理者可根据

2、实时温度发出控制命令，由主机向从机通过串口通信网络传达决策，再由各从机对温度实施控制。具体设计分以下几个方面实施：(1)本系统最核心就是实现主机与从机间的通信，通信使用串口实现主机“一对多的控制”。(2)本机要实现操作者对其的控制就必须建立良好的人机交互界面，故本机将采用12864液晶实施信息显示，采用键盘读入控制信息，确保本机具有良好的人机交互界面。(3)温度的采集使用DS18B20，优点：单总线，降低系统成本，输出是数字量，易于单片机接口。(4)由于本系统要实现多机通信，应尽量使用同型号单片机，考虑成

3、本采用AT89S52单片机(5)其他事项我们将在实施中改动，努力使系统具有较高的实用性，丰富的功能和低廉的成本。单片机AT89S52一号从机二号从机RS_485RS-48512864液晶显示实时温度键盘输入温控设备温控设备图1-2方案二设计方案因方案一通信距离过短，抗干扰性较差，经过各方面比较论证我们最终采用方案二。2硬件设计硬件设计共分以下几个模块实施：主机模块、通信网络模块、人机交互模块、传感器模块、继电器控制模块。各部分的设计和器件选型介绍如下：2.1主机模块主机作为整个系统的核心单元，将决定整个系

4、统的基本性能，考虑到本系统单片机用量大，为了节约成本，并便于系统维护，并缩短开发周期主机模块采用AT89S52单片机。其主要的性能参数如下：为了便于实施串行通信我们统一采用11.0592MHZ的晶振，图2-1主机模块的电路图并为单片机外围设立了上拉电路和复位电路。具体电路如图3-1所示。2.2通信网络模块通信是本系统的核心，在本系统中从多点采集温度和像个分机发出温度控制指令都是通过通信网络来实现的。为了实现远距离的信号传输，我们采用RS-485串行通信。因为RS—485串行通信利用差分信号传输数据，故其传

5、输距离可以达到千米级，具体硬件电路的实现如下图所示：图2-2通信模块电路图TTL电平与RS-485电平的转换采用MAX485芯片，芯片的具体介绍如下：2-3MAX485管脚图2.3人机交互模块人机交互模块主要用于控制者向系统输入控制命令，监测系统实时运行情况，在输出部分我们采用12864液晶制作了良好的显示界面，在输入部分我们使用4*4键盘。开机时我们使用12864的绘图功能显示待机画面，进入工作状态后屏幕显示三个温度采集点的实时温度，进入设置状态后屏幕显示设置画面和设置提示。液晶显示模块是128×64点

6、阵的汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM（GDRAM）。可与CPU直接接口，提供两种界面来连接微处理机：8-位并行及串行两种连接方式。具有多种功能：光标显示、画面移位、睡眠模式等[1]。图2-412864液晶外形图表2-112864液晶引脚功能说明引脚名称方向说明引脚名称方向说明1VSS-GND（0V）11DB4I数据42VDD-SupplyVoltageForLogic(+5v)12DB5I数据53V

7、O-SupplyVoltageForLCD（悬空）13DB6I数据64RS(CS)OH:DataL:InstructionCode14DB7I数据75R/W(SID)OH:ReadL:Write15PSBOH:ParallelModeL:SerialMode6E(SCLK)OEnableSignal16NC-空脚7DB0I数据017/RSTOResetSignal低电平有效8DB1I数据118NC-空脚9DB2I数据219LEDA-背光源正极（LED+5V）10DB3I数据320LEDK-背光源负极（LE

8、D-OV）2.4传感器模块温度传感器我们采用DS18B20单总线温度传感器，其具有接口简单、直接输出数字量等优点。图2-5DS18B20外形及管脚图DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。可以分别在93.75ms和750ms内完成9位和12位的数字量，并且从DS18