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、有較強的級連的能力,。能實現(xiàn)多站遠距離通信,，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)庫并實時顯示當前各路傳感器測定溫度,，當溫度過高時，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?；竟ぷ髟硎牵簜鞲衅麟娐穼⒏惺艿降臏囟刃盘栆噪妷盒问捷敵?，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 　　

ＡＴ８９Ｓ５１是ＡＴＭＥＬ公司的可在線編程的單片機，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＝　Ｍ３５,，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?。桑峡谟邢?，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?。酰郑椋螅椋恚欤蚕拢褂茫谜Z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　２５℃,，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中對串口進行編程可以使用Ｍｓｃｏｍｍ控件加快開發(fā)進度。它是一個ＡｃｔｉｖｅＸ組件,，不在Ｃ＋＋Ｂｕｉｌｄｅｒ,。安裝中提供，可以在裝有ＶＣ６．０的ＰＣ　上獲得,，拷貝到本機上注冊后,，在Ｃ＋＋?。隆。酢,。椋臁,。洹。濉,。蛳?，先是在菜單的Ｃｏｍｐｏｔｌｅｎｔ選項中導(dǎo)入ＡｃｔｉｖｅＸ控件，再Ｉｎｓｔａｌｌ?。校幔悖耄幔纾澹蠛缶涂梢栽冢粒悖簦椋觯澹孛姘逯锌吹讲⑹褂盟?。

數(shù)據(jù)庫采用微軟的ＡＣＣ：ＥＳＳ數(shù)據(jù)庫，使用ＡＤＯ數(shù)據(jù)引擎,；Ｃ＋＋Ｂｕｉｌｄｅｒ在ＡＤＯ面板中提供了完備的ＡＤＯ開發(fā)控件,，實現(xiàn)了通過鼠標操作就能實現(xiàn)連接數(shù)據(jù)庫、編輯數(shù)據(jù)內(nèi)容,、顯示數(shù)據(jù)等一些基本數(shù)據(jù)庫操作功能,。程序還可以繪制溫度變化歷史曲線便于操作員管理。

總線通信格式設(shè)置 　　

上位機和下位機之間的串行通信采用ＲＳ一４８５標準接口,，ＰＣ端接一個ＲＳ２３２／　　　　?。矗福档霓D(zhuǎn)換器，就實現(xiàn)ＲＳ４８５總線控制了,。在通信頻率１２００ｂｐｓ　的情況下,，有效通信距離為１．２ｋｍ。由于有多個從設(shè)備并聯(lián)在４８５總線上,，所以要制定嚴格的通信格式，表１是用到的通信協(xié)議,。

結(jié)語 　　

筆者設(shè)計了一種基于ＲＳ４８５總線的溫控系統(tǒng),。此系統(tǒng)投資少，架設(shè)簡單,、可擴展性強,，大大減輕管理者的負擔(dān)，實現(xiàn)了工業(yè)控制自動化,。目前在多個場所得到了具體應(yīng)用,，其測溫精度在０．５℃以內(nèi)，系統(tǒng)工作可靠穩(wěn)定,，無通信故障,。