【正文】 收數(shù)據(jù)。為了提高通訊速度，可以采用兩片MAX1480B，一片用來發(fā)送數(shù)據(jù)，一片用來接收數(shù)據(jù)。由于所有下位機(jī)共用一根通訊總線，系統(tǒng)采取分時(shí)通訊的原則，即：給每一個(gè)下位機(jī)規(guī)定自已的代碼，如(11H， 22H等 )。上位機(jī)與下位機(jī)通訊時(shí)，上位機(jī)循環(huán)發(fā)送所有事先規(guī)定的下位機(jī)代碼，所有下位機(jī)均接收這個(gè)代碼，然后與自已的代碼對比，只有代碼相匹配的下位機(jī)開始與上位機(jī)通訊，其余的下位機(jī)則讓出通訊總線，等待上位機(jī)發(fā)送下一個(gè)代碼。采用這種通訊方法便于系統(tǒng)自檢，發(fā)現(xiàn)自身的錯誤，同時(shí)當(dāng)溫度測點(diǎn)或煙霧測點(diǎn)監(jiān)測到溫度或煙霧異常時(shí)，便于及時(shí)定位測點(diǎn)位置，即在上位機(jī)上編制監(jiān)控區(qū)域測點(diǎn)布置平面圖，當(dāng)下位機(jī)監(jiān)測到異常情況時(shí)，及時(shí)閃動平面圖上相應(yīng)的測點(diǎn)，發(fā)出警報(bào)提醒監(jiān)控人員。第 4 章 下位機(jī)硬件組成及通訊原理 下位機(jī)硬件組成子站的其核心是 Intel 公司的 8 位單片機(jī) 89C52，系統(tǒng)采用 AT89C52 單片機(jī)通過串行通信 [30]來實(shí)現(xiàn)各數(shù)據(jù)的采集。Intel 89C52 具有系列化KBEEPROM 作為程序存儲器，128B RAM 作為數(shù)據(jù)存儲器。復(fù)位電路采用上電自動復(fù)位、按鈕手動復(fù)位和定時(shí)器（看門狗）自動復(fù)位多重復(fù)位設(shè)計(jì)，以保證子站工作的可靠性。時(shí)鐘電路由外接石英晶體振蕩器和電容構(gòu)成的三點(diǎn)式振蕩電路及內(nèi)部反向放大器構(gòu)成，時(shí)鐘頻率為 MHz．　　Intel 89C52 的 16 位內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器以中斷方式工作，控制子站定時(shí)掃描與之相連的傳感器，內(nèi)部并行口線則用于子站與溫度傳感器之間的單總線數(shù)據(jù)傳輸?？紤]到一臺子站要連接多個(gè)溫度傳感器，且距離較遠(yuǎn)，因此增加了驅(qū)動接口電路，從而提高了子站的抗干擾能力和可靠性。圖 下位機(jī)硬件組成下位機(jī)與多個(gè)溫度傳感器之間由 74LS244 驅(qū)動芯片相連，其引腳圖如圖 。74LS244 內(nèi)部共有兩個(gè)四位三態(tài)緩沖器，分別以 1G 和 2G 作為它們的選通工作信號。當(dāng) 1G 和 2G 都為低電平時(shí)，輸入端 A 和輸出端 Y 狀態(tài)相同；當(dāng) 1G 和 2G 都為高電平時(shí)，輸出呈高阻態(tài)。 溫度傳感器單線通訊原理該器件采用單線通訊，可以允許在通訊總線上級聯(lián)多個(gè)DS18B20器件，所以很適合多點(diǎn)測溫。使用單總線結(jié)構(gòu)來控制一個(gè)或多個(gè)DS18B20，所有的數(shù)據(jù)、命令都通過這根總線來傳送。這種接口方式是三態(tài)或開漏方式，當(dāng)對一個(gè)DS18B20操作時(shí)，其他的處于高阻狀態(tài)，互不影響。操作結(jié)束后，釋放數(shù)據(jù)線，再根據(jù)DS18B20的序列號尋址其他器件。其單總線結(jié)構(gòu)示意圖如圖。 單總線結(jié)構(gòu)示意圖由于 DS18B20 的單總線接口不具備編址尋址的能力，因此在分布式測溫系統(tǒng)中我們利用設(shè)備序列號、配合 ROM 功能命令 Match ROM 來識別不同的溫度傳感器，以避免總線爭用。在 89C51 初始化模塊中，我們對 DS18B20 單總線進(jìn)行掃描，獲取掛接在總線上的所有溫度傳感器的設(shè)備序列號。在發(fā)送讀取命令前必須先向總線上發(fā)送 DS18B20 的 64 位序列號，總線上的每一個(gè)溫度傳感器將這個(gè) 64 位序列號與自已固有的 64 位序列號相比對，只有序列號匹配上的那一個(gè)溫度傳感器在隨后的讀取命令中被讀取出溫度數(shù)據(jù)。 下位機(jī)軟件流程下位機(jī)軟件流程如下：系統(tǒng)反復(fù)搜索DS18B20序列號，整個(gè)系統(tǒng)安裝完畢后，利用SEARCH ROM 命令搜索全部的DS148B20的64位序列號。確定DS18B20同所搜索序列號的對應(yīng)關(guān)系，采取逐點(diǎn)溫度控制的方法。調(diào)整軟件，啟動并運(yùn)行該測溫系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)溫度實(shí)時(shí)檢測。系統(tǒng)軟。報(bào)警的實(shí)現(xiàn)：各個(gè)監(jiān)測站點(diǎn)起到溫度和煙霧濃度異常的監(jiān)控和預(yù)警的作用，上位機(jī)輪詢各個(gè)從站（監(jiān)測點(diǎn)），每個(gè)從站受到查詢命令后開始溫度監(jiān)測和煙霧監(jiān)測，根據(jù)設(shè)定的閾值做出正常或異常的判斷并上報(bào)給上位機(jī)。如果收到異常的報(bào)告，上位機(jī)將連續(xù)查詢該站點(diǎn)，并要求該站點(diǎn)將各個(gè)測量點(diǎn)的溫度和煙霧濃度狀態(tài)上報(bào)，由上位機(jī)分析這些數(shù)據(jù)并結(jié)合環(huán)境的溫度作出是否報(bào)警的決定。 系統(tǒng)軟件流程圖由于所有下位機(jī)共用一根通訊總線，系統(tǒng)采取分時(shí)通訊的原則，即：給每一個(gè)下位機(jī)規(guī)定自已的代碼，如（11H，22H 等） 。上位機(jī)與下位機(jī)通訊時(shí)，上位機(jī)循環(huán)發(fā)送所有事先規(guī)定的下位機(jī)代碼，所有下位機(jī)均接收這個(gè)代碼，然后與自已的代碼對比，只有代碼相匹配的下位機(jī)開始與上位機(jī)通訊，其余的下位機(jī)則讓出通訊總線，等待上位機(jī)發(fā)送下一個(gè)代碼。采用這種通訊方法便于系統(tǒng)自檢，發(fā)現(xiàn)自身的錯誤，同時(shí)當(dāng)溫度測點(diǎn)或煙霧測點(diǎn)監(jiān)測到溫度或煙霧異常時(shí)，便于及時(shí)定位測點(diǎn)位置，即在上位機(jī)上編制監(jiān)控區(qū)域測點(diǎn)布置平面圖，當(dāng)下位機(jī)監(jiān)測到異常情況時(shí)，及時(shí)閃動平面圖上相應(yīng)的測點(diǎn)，發(fā)出警報(bào)提醒監(jiān)控人員。 溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換DS18B20 的核心功能是直接實(shí)現(xiàn)數(shù)字測溫，通過編程可實(shí)現(xiàn) 912 位數(shù)字值讀數(shù)方式，出廠值設(shè)為 12 位數(shù)字值。相當(dāng)于精度值 ℃，℃，℃，℃。 （執(zhí)行 Convert T[44h]命令） 。實(shí)現(xiàn)溫度 A/D 轉(zhuǎn)換并將數(shù)值以 16 位有符號位的二進(jìn)制形式存儲在暫存器中，當(dāng)完成 A/D 轉(zhuǎn)換，向總線上發(fā)送 Read Scratchpad[BEH]命令即可讀取溫度值。數(shù)據(jù)通過傳輸總線，從低位開始，高位溫度值包含符號位，該位表示溫度的正負(fù)。當(dāng)DS18B20 接收溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以 16位帶符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲在高速暫存器的第 2 字節(jié)。單片機(jī)可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時(shí)，低位在先，高位在后，符號位來表示溫度的正負(fù)。表 溫度數(shù)據(jù)格式23 22 21 20 21 22 23 24MSB LSBS S S S S 26 25 24表 DS18B20 溫度與測得值對應(yīng)表溫度 二進(jìn)制數(shù)值輸出 十六進(jìn)制數(shù)值輸出+125176。C 0000 0111 1101 000007D0h+85176。C 0000 0101 0101 00000550h+176。C 0000 0001 1001 00010191h+176。C 0000 0000 1010 001000A2h+176。C 0000 0000 0000 10000008h0176。C 0000 0000 0000 00000000h176。C 1111 1111 1111 1000FFF8h176。C 1111 1111 0101 1110FF5Eh176。C 1111 1110 0110 1111FF6Fh55176。C 1111 1100 1001 0000FC90h 串行通訊方式的選擇串行通訊是指將構(gòu)成字符的每個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)，依據(jù)一定的順序逐位進(jìn)行傳送的通訊方法。鑒于本系統(tǒng)傳輸信息量不太大，對傳輸速度要求也不太高，顧采用異步通訊方式完成數(shù)據(jù)傳送任務(wù)。串行接口的工作方式有四種，由串行口控制寄存器 SCON 中的 SM0、SM1 定義，編碼及功能如表 。在這四種工作方式中，串行通訊只使用方式 3。方式 0 主要用于擴(kuò)展并行輸入輸出口。表 編碼及功能SM0 SM1 方式 功能說明0 0 0 移位寄存器方式（用于擴(kuò)展 I/O 口）0 1 1 8 位 UART，波特率可變（T1 溢出率/n）1 0 2 9 位 UART，波特率為 fosc/64 或 FOSC/32）1 1 3 9 位 UART，波特率可變（T1 溢出率/n）為了靈活地設(shè)置通訊波特率，應(yīng)用中多使用串行口工作在方式1和方式3。方式3為波特率可變的9位異步通訊方式串行口為9位異步通訊口，發(fā)送和接收的一幀信息由11位組成，即1位起始位、8位數(shù)據(jù)位（低位先） 、1位可編程位（第9數(shù)據(jù)位）和1位停止位。發(fā)送時(shí)可編程位（TB8 ）根據(jù)需要設(shè)置為0或1（TB8既可作為多機(jī)通訊中的地址數(shù)據(jù)標(biāo)志位又可作為數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)位） ，接收時(shí)，可編程位送入SCON中的RB8 。方式 3 波特率=2 SMOD/32定時(shí)器 T1 的溢出率。SCON是串行控制寄存器。用以設(shè)定串行口的工作方式，接收，發(fā)送控制以及設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志。SBUF是指接收，發(fā)送緩沖器。它們物理上相互獨(dú)立．但占用同一個(gè)地址，可同時(shí)發(fā)送，接收數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)串行通信采用工作方式 3，波特率是 2400b/s，晶振頻率 根據(jù)公式：256－2 SMODfosc/波特率3212 確定時(shí)間常數(shù) N 為F4。接收數(shù)據(jù)是中斷方式。發(fā)送數(shù)據(jù)是查詢方式。定時(shí)器 T1 選用工作方式2。 系統(tǒng)多機(jī)通訊協(xié)議及原理本設(shè)計(jì)的通訊協(xié)議示意圖如圖 所示。圖 通訊協(xié)議示意圖多機(jī)通訊中，要保證主機(jī)與從機(jī)間可靠的通訊，必須保證通訊接口具有識別功能，而串行口控制寄存器 SCON 中的控制位 SM2 就是為滿足這一要求而設(shè)置的。當(dāng)串行口以方式 3 工作時(shí)，發(fā)送和接收的每一幀信息都是 11 位，其中第 9 位數(shù)據(jù)位是可編程位，通過對 SCON 的 TB8 賦予 1 或 0，以區(qū)別發(fā)送的是地址幀還是數(shù)據(jù)幀（規(guī)定地址幀的第 9 位為 1，數(shù)據(jù)幀的第 9 位為 0） 。若從機(jī)的控制位 SM2=1，則當(dāng)接收的是地址幀時(shí)，數(shù)據(jù)裝入 SBUF，并置RI=1 向 CPU 發(fā)出中斷請求；若接收的是數(shù)據(jù)幀，則不產(chǎn)生中斷標(biāo)志，信息將拋棄。若 SM2=0，則無論是地址幀還是數(shù)據(jù)幀都產(chǎn)生 RI=1 中斷標(biāo)志，數(shù)據(jù)裝入 SBUF。鑒于此，規(guī)定具體的通訊過程如下：使所有從機(jī)的 SM2 位置 1，處于只接受地址幀的狀態(tài)。主機(jī)發(fā)送一幀地址信息，其中包含 8 位地址，第 9 位為 1，以表示發(fā)送的是地址。從機(jī)接收到地址幀后，各自將接收到的地址與其本身地址相比較。被尋址的從機(jī)，清除其 SM2，未被尋址的其他從機(jī)仍維持 SM2=1 不變。主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)或控制信息（第 9 位為 0） 。對于已被尋址的從機(jī)，因SM2=0，顧可以接收主機(jī)發(fā)送過來的信息。而對于其他從機(jī)，因 SM2 維持為1，對主機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)幀將不予理睬，直至發(fā)來新的地址幀。當(dāng)主機(jī)改為與另外從機(jī)聯(lián)系時(shí)，可再發(fā)出地址幀尋址其從機(jī)。而先前被尋址過的從機(jī)在分析出主機(jī)是對其他從機(jī)尋址時(shí)，恢復(fù)其 SM2=1，對隨后從機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)幀不加理睬。 采取的主要方案分布在各個(gè)監(jiān)控位置的下位機(jī)將各溫度測點(diǎn)所采集到的溫度數(shù)據(jù)及離子感煙器所采集的現(xiàn)場煙霧狀態(tài)通過 RS422 口傳送到上位機(jī)，利用上位機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和控制功能，進(jìn)行集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)溫度超限報(bào)警，甚至通過控制模塊啟動降溫裝置，如果判斷發(fā)生火災(zāi)，還可以啟動滅火裝置進(jìn)行滅火。 上位機(jī)監(jiān)控軟件的實(shí)現(xiàn) 上位機(jī)通信程序設(shè)計(jì)由于PC機(jī)側(cè)的開發(fā)環(huán)境較多，如：VC++、C++Builder、V B等等，在此主要敘述用VB來進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。目前，VB(Visual Basic)編程已成為WINDOWS系統(tǒng)開發(fā)的主要語言之一， 以其高效、簡單易學(xué)及功能強(qiáng)大的特點(diǎn)越來越為廣大程序設(shè)計(jì)人員及用戶所喜愛。VB支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)，具有結(jié)構(gòu)化的事件驅(qū)動編程模式并可以使用無限擴(kuò)增的控件，而且可以十分簡便地作出良好的人機(jī)界面。在標(biāo)準(zhǔn)串VI通信方面，VB提供了具有強(qiáng)大功能的通信控件MSCOMM，文件名為MSCOMM ．VBX。該控件可設(shè)置串行通信的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，對串口狀態(tài)及串口通信的信息格式和協(xié)議進(jìn)行設(shè)置。這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的十位串口通信，包括8位標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的起始位和停止位。在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)過程中觸發(fā)OnComm事件，通過編程訪問CommEvent屬性了解通信事件的類型，分別進(jìn)行各自的處理。每個(gè)通信控件對應(yīng)一個(gè)串口，可以設(shè)計(jì)多個(gè)通信控件來訪問多個(gè)通信口。VB通信控件設(shè)計(jì)軟件如下：定義一些變量Dim Rec(512)As Integer ‘接受字節(jié)數(shù)組定義Dim Sent()As byte‘發(fā)送的可變數(shù)組定義Private Sub Form Load() ‘串口初始化 ‘設(shè)置串口l=600，N，8，l波特率：2400奇校驗(yàn)，8位數(shù)據(jù)，l位停止位=0 ‘讀取接收緩沖區(qū)的所有字符= l 以二進(jìn)制形式從輸入緩沖區(qū)中讀數(shù)據(jù)=l024 ‘設(shè)置接收緩沖區(qū)為l024字節(jié)=5l2 ‘設(shè)置發(fā)送緩沖區(qū)為5l2字節(jié)=True ‘打開串口l=0 ‘使用查詢方式發(fā)送數(shù)據(jù)=l ‘使用中斷方式接受數(shù)據(jù)End SubPublic Sub senddata() ‘發(fā)送n個(gè)數(shù)據(jù)Dim I As Integer =l ‘請求發(fā)送數(shù)據(jù)For I=0 To n=data(i)Next IMS =False ‘?dāng)?shù)據(jù)發(fā)送完畢，74 I Programmable controlleramp。 factOry automation撤消請求發(fā)送信號End SubPublic Sub MSComml OnComm() ‘中斷事件Select Case Case EvReceive ‘在發(fā)生接受到數(shù)據(jù)事件時(shí)執(zhí)行以下命令：=0 ‘不準(zhǔn)后續(xù)接受字節(jié)引起中斷事件. . ‘可以根據(jù)具體的問題，在此處添加相應(yīng)的處理程序End SelectEnd Sub 在 C++Build 下設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集曲線 繪圖控件的選擇　　系統(tǒng)開發(fā)初期，采用 VB 內(nèi)所含的 Activex 控件技術(shù)來解決實(shí)時(shí)采集曲線的繪制問題。C++Build 控件中提供了外部 Activex 控件 Mschart 來給該應(yīng)用程序添加圖表功能，用它能創(chuàng)建包括條形、餅形、線形等不同類型的三維圖表。利用該控件，可對表中的所有項(xiàng)目進(jìn)行完全控制，例如標(biāo)題、圖表、腳注、軸、數(shù)據(jù)點(diǎn)系列等等，甚至還能旋轉(zhuǎn)圖表，為每一元素加上背景、設(shè)