【正文】 性 的 原 則 可 以 用 來 判斷 在 什 么 樣 的 數(shù) 據(jù) 速 率 和 電 纜 長 度 時 需 要 進 行 匹 配 ： 當 信 號 的 轉(zhuǎn) 換 時 間 （ 上 升 或 下降 時 間 ） 超 過 電 信 號 沿 總 線 單 向 傳 輸 所 需 時 間 的 3 倍 以 上 時 就 可 以 不 加 匹 配 。 在 RS485 組 網(wǎng) 過 程 中 另 一 個 需 要主 意 的 問 題 是 終 端 負 載 電 阻 問 題 ， 在 設 備 少 距 離 短 的 情 況 下 不 加 終 端 負 載 電 阻 整 個網(wǎng) 絡 能 很 好 的 工 作 但 隨 著 距 離 的 增 加 性 能 將 降 低 。 （ 2） 應 注 意 總 線 特18性 阻 抗 的 連 續(xù) 性 ， 在 阻 抗 不 連 續(xù) 點 就 會 發(fā) 生 信 號 的 反 射 。 在 構(gòu) 建 網(wǎng)絡 時 ， 應 注 意 如 下 幾 點 ： （ 1） 采 用 一 條 雙 絞 線 電 纜 作 總 線 ， 將 各 個 節(jié) 點 串 接 起 來 ，從 總 線 到 每 個 節(jié) 點 的 引 出 線 長 度 應 盡 量 短 ， 以 便 使 引 出 線 中 的 反 射 信 號 對 總 線 信 號的 影 響 最 低 。 （ 2） 通 過 PCI 多 串 口 卡 ， 可以 直 接 選 用 輸 出 信 號 為 RS485 類 型 的 擴 展 卡 。 (2)EMI 問 題 ： 發(fā) 送 驅(qū) 動 器 輸 出 信 號 中 的 共 模 部分 需 要 一 個 返 回 通 路 ， 如 沒 有 一 個 低 阻 的 返 回 通 道 （ 信 號 地 ） ， 就 會 以 輻 射 的 形 式返 回 源 端 ， 整 個 總 線 就 會 像 一 個 巨 大 的 天 線 向 外 輻 射 電 磁 波 。 但 人 們 往 往 忽 視 了 收 發(fā)器 有 一 定 的 共 模 電 壓 范 圍 ， RS485 收 發(fā) 器 共 模 電 壓 范 圍 為 7～ +12V， 只 有 滿 足 上述 條 件 ， 整 個 網(wǎng) 絡 才 能 正 常 工 作 。 很 多 情 況 下 ， 連 接 RS485 通 信 鏈 路 時 只 是 簡 單 地 用 一 對 雙絞 線 將 各 個 接 口 的 “A”、 “B”端 連 接 起 來 。RS485 有 兩 線 制 和 四 線 制 兩 種 接 線 ， 四 線 制 只 能 實 現(xiàn) 點 對 點 的 通 信 方 式 ， 現(xiàn) 很 少 采用 ， 現(xiàn) 在 多 采 用 的 是 兩 線 制 接 線 方 式 ， 這 種 接 線 方 式 為 總 線 式 拓 樸 結(jié) 構(gòu) 在 同 一 總 線上 最 多 可 以 掛 接 32 個 結(jié) 點 。RS485 的 電 氣 特 性 ： 邏 輯 1以 兩 線 間 的 電 壓 差 為 +（ 26） V 表 示 ； 邏 輯 0以 兩線 間 的 電 壓 差 為 （ 26） V 表 示 。 　 　 RS485， 在 RS422 后 推 出 ， 絕 大 部 分 繼 承 了 422， 主 要 的 差 別 是 RS485 可 以 是半 雙 工 的 ， 而 且 一 個 驅(qū) 動 器 的 驅(qū) 動 能 力 至 少 可 以 驅(qū) 動 32 個 接 收 器 （ 即 接 收 器 為1/32 單 位 負 載 ） ， 當 使 用 阻 抗 更 高 的 接 收 器 時 可 以 驅(qū) 動 更 多 的 接 收 器 。、RS485 總線的應用及介紹、 RS485 及 其 接 口 介 紹 　 　　 　 RS232 使 用 12V,0,12V 電 壓 來 表 示 邏 輯 ， （ 12V 表 示 邏 輯 1， 12V 表 示 邏 輯0） ， 全 雙 工 ， 最 少 3 條 通 信 線 （ RX,TX,GND） ， 因 為 使 用 絕 對 電 壓 表 示 邏 輯 ， 由于 干 擾 ， 導 線 電 阻 等 原 因 ， 通 訊 距 離 不 遠 ， 低 速 時 幾 十 米 也 是 可 以 的 。不難理解，接通電源后，電路就在兩個暫穩(wěn)態(tài)之間來回翻轉(zhuǎn)，則輸出可得矩形波。Rx和放電管放電，的長短與電容的放電時間有關，放電時間常數(shù)T放＝RxC0隨著C的放電，電容兩端電壓下降，當uc下降到（1/3）Vcc時，輸出out。由、本系統(tǒng)使用的 NE555 電路圖511 NE555電路圖、本系統(tǒng)所使用的NE555電路的工作原理NE５５５電路工作原理根據(jù)５５５定時器和外部器件構(gòu)成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，電源經(jīng)R4對電容C充電，使電容兩端電壓按指數(shù)規(guī)律上升，當uc上升到（2/3）Vcc時，輸出out為低電平，放電管VT導通，把電容兩端電壓從（1/3）Vcc上升到（2/3）Vcc這段時間內(nèi)電路的狀態(tài)稱為第一暫穩(wěn)態(tài)，其維持時間TPH的長短與電容的充電時間有關。、NE555 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳說明16 圖59 555時基電路管腳排列圖 圖510 555電路結(jié)構(gòu)方框圖555 芯片引腳圖及引腳描述555 的8 腳是集成電路工作電壓輸入端，電壓為5～18V，以UCC 表示；從分壓器上看出，上比較器6 腳A1 的５腳接在R1 和R2 之間，所以5 腳的電壓固定在2UCC/3 上；下比較器A2 接在R2 與R3 之間，A2 的同相輸入端電位被固定在UCC/3 上。它設計新穎，構(gòu)思奇巧，用途廣泛，備受電子專業(yè)設計人員和電子愛好者的青睞，人們將其戲稱為偉大的小 IC。對于 DS18B20 寫 0 時序和寫 1 時序的要求不同，當要寫 0 時序時，單總線要被拉低至少 60us，保證 DS18B20 能夠在 15us 到 45us 之間能夠正確地采樣 IO 總線上的“0”電平，當要寫 1 時序時，單總線被拉低之后，在 15us 之內(nèi)就得釋放單總線。DS18B20 在完成一個讀時序過程，至少需要60us 才能完成。14圖 54 DS18B20 的復位時序?qū)τ?DS18B20 的讀時序分為讀 0 時序和讀 1 時序兩個過程。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。該協(xié)議定義了幾種信號的時序：初始化時序、讀時序、寫時序。由于 DS18B20 是在一根 I/O 線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴格的時序要求。當工作于寄生電源時，此引腳必須接地。當被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源?！　　　　　　D 53（DS18B20 底視圖）表 53　DS18B20 詳細引腳功能描述序號名稱 引腳功能描述1 GND 地信號2 DQ 數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。　?。?） 、內(nèi)部有溫度上、下限告警設置。 C 之間?！　。?） 、測量溫度范圍在－55 ?！　。?） 、在 DS18B20 中的每個器件上都有獨一無二的序列號。因此用它來組成一個測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計，十分方便。在單片機最小系統(tǒng)上電時，利用 R11 和 C3 充放電原理，以達到實現(xiàn)的單片機最小系統(tǒng)的復位。本最小系統(tǒng)中晶振采用 12M，起振電容采用 30pF 。、本系統(tǒng)采用的單片最小系統(tǒng)原理圖圖 52 單片機最小系統(tǒng)原理圖此單片機最小系統(tǒng)由 AT89S52 單片機、時鐘電路及復位電路組成，時鐘電路采用內(nèi)部時鐘利用單片機內(nèi)部一個高增益的反向放大器，把一個晶振和兩個電容器組成的自激震蕩電路接到 XTAL1（19 腳）和 XTAL2（18 腳）之間。EXTAL1: 振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， 應該接 VCC。PSEN: 訪問外部程序存儲器控制信號。表 52 P3 口第二功能12引腳號 第二功能 RXD（串行輸入） TXD（串行輸出） INT0（非） （外部中斷 0） INT1（非） （外部中斷 1） T0（定時器 0 外部輸入） T1（定時器 1 外部輸入） （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）WR （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）D: 外部程序存儲器選通信號（ ）是外部程序存儲器選通信號。否則 ALE 將被微弱拉高。如果需要，通過將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置“1” ，ALE 操作將無效。在一般PROG情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。如下表為 P3 口第二功能：：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8 位/ALEPROG地址的輸出脈沖。P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。對 P3 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。在 flash 編程和校驗時，P2 口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號。在這種應用中，P2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL） 。如下表為 P1 口的第二功能：表 51 P1 口的第二功能引腳號 第二功能 T2（定時器/計時器 T2 的外部計數(shù)輸入） ，時鐘輸出 T2EX（定時器/計時器 T2 的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用）P2 口：P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個 TTL 邏輯電平。此外， 和 分別作定時器/計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（）和時器/計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（） ，具體如下表所示。對 P1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。程序校驗時，需要外部上拉電阻。在這種模式下，P0 具有內(nèi)部上拉電阻。對 P0 端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。引腳功能說明GND:地P0 口：P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。MCS51 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)： 圖 51 單片機引腳圖MCS51 單片機是美國 INTE 公司于 1980 年推出的產(chǎn)品，89S51 是 MCS51 系列單片機的典型產(chǎn)品，本設計以這一代表性的機型進行系統(tǒng)的講解。根據(jù)本設計要求，選擇 RS485 作為實現(xiàn)長距離傳送方案。使用 RS485 總線，一對雙絞線就能實現(xiàn)多站聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)成分布式系統(tǒng)，設備簡單、價格低廉、能進行長距離通信的優(yōu)點使其得到了廣泛的應用。在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用 RS485 收發(fā)器。在工業(yè)環(huán)境中更好的抗噪性和更遠的傳輸距離是一個很大的優(yōu)點。RS232 線路簡單，應用廣泛，但距離受限，數(shù)據(jù)傳輸效率也不很高。方案二：隨著數(shù)字技術的發(fā)展和計算機日益廣泛的應用，現(xiàn)在一個系統(tǒng)往往由多臺計算機組成，需要解決多站、遠距離通信的問題。因此無線傳輸數(shù)據(jù)模塊即發(fā)揮了它的無線優(yōu)勢。 液通信模塊方案選擇方案一：在工業(yè)測量和控制中，因為受到現(xiàn)場環(huán)境和其他條件的限制，使用傳統(tǒng)的優(yōu)先電纜傳輸信號由于存在著現(xiàn)場連接、接線麻煩等缺點，特別是在一些特定的環(huán)境下，極不方便，因此提出了無線數(shù)據(jù)傳輸。DS18B20 的測溫是+55℃到+125℃。每片 DS18B20 含有唯一的 64 位序列號。數(shù)字式溫度傳感器直接輸出數(shù)字測溫信號，不但節(jié)約了微機的數(shù)條數(shù)據(jù)/控制線，而且省去了A/D 轉(zhuǎn)換、放大、濾波等電路，在長距離傳輸過程中信號不易失真，抗干擾能力強，所以本設計采用數(shù)字式溫度傳感器。所以不采用此方案。常用的模擬溫度傳感器有 LM391LM33LM4AD22103 電壓輸出型、 該方案的缺點是模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的借口電路需要占用微機的數(shù)條數(shù)據(jù)/控制線。 方案二：由于傳統(tǒng)的模擬溫度傳感器，如熱電偶、熱電阻及 RTDS 對溫度的監(jiān)控，在一些溫度范圍內(nèi)的線性不是太好，需要進行冷端補償或引線補償，而且熱慣性大，響應時間較慢，所以在市場上已很少遇到。LM5MAX6501MAX650是其典型代表。按照溫度傳感器的輸出信號的模式，可大致分為三類：邏輯輸出溫度傳感器、模擬式溫度傳感器、數(shù)字式溫度傳感器。8 溫度傳感器方案的選擇隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，傳感器技術的應用越來越廣泛。由f=1/[(R1+2R2)*C*In2]得到公式：R2=1/2*[1/(f*c*Ln2)R1]上述三種方案從對測量精度要求而言，方案一的測量精度極差，方案二需要測量的電阻值多，而且測量調(diào)節(jié)麻煩，不易操作與數(shù)字化，相比而言，方案三還是比較符合要求的，由于是通過單片機讀取轉(zhuǎn)化，精確度會明顯的提高。由 Z1*Z4=Z3*值，可得到 R４的值。通過測量 RX 和 R0上的電壓。電路的工作原理：通過 Ne555 定時器構(gòu)成的多諧振蕩器和電容反饋式三點式攀比成的振蕩電路產(chǎn)生的一定頻率的波，再通過單片機的 I/O 接口對捕獲高低電平的讀出頻率，然后通過程序算法處理抽換算成電 進行主從機之間的通信，將從機信號發(fā)送到主機，經(jīng)過主機的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理，將溫度值以及電阻值通過字符液晶 1602 顯示器顯示。 本系統(tǒng)要能實現(xiàn)基本功能：實現(xiàn)對水質(zhì)的檢測（電阻等） 實現(xiàn)對水溫的檢測遠距離傳送 系統(tǒng)設計的總體設計方案本設計將溫度模塊、485 發(fā)送模塊、485 接收模塊、測電阻模塊、顯示模塊通過多路開關，傳送到單片機中進行檢測，在接通電源的條件下，通過顯示系統(tǒng)顯示檢驗水質(zhì)的各種參數(shù)。 厘米1 ）。cm）。電阻率的單位為歐姆純水導電性微弱。超純水幾乎不能導電。水質(zhì)越純，溫度越低，電離度越低。當水中插入一對電極時，通電之后，在電場的作用下，帶電的離子就產(chǎn)生一定方向的移動，水中陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，使水溶液起導電作用，水的導電能力的強弱程度，就成為電導。 水質(zhì)與水的導電率的相互關系下面介紹一下水質(zhì)及水的導電率