【正文】 R0上的電壓。由 Z1*Z4=Z3*Z４ .在通過測量電位器電阻值，可得到 R４的值。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。 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(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。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。 LM5 MAX6501MAX650是其典型代表。 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(yīng)時間較慢，所以在市場上已很少遇到。常用的模擬溫度傳感器有LM391 LM33 LM4 AD22103 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。所以不采用此方案。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(shè)計采用數(shù)字式溫度傳感器。每片 DS18B20 含有唯一的 64 位序列號。 DS18B20 的測溫是 +55℃到 +125℃。 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。因此無線傳輸數(shù)據(jù)模塊即發(fā)揮了它的無線優(yōu)勢。 方案二：隨著數(shù)字 技術(shù)的發(fā)展和計算機日益廣泛的應(yīng)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(yuǎn)距離通信的問題。 RS232 線路簡單，應(yīng)用廣泛 ， 但距離受限，數(shù)據(jù)傳輸效率也不很高 。在工業(yè)環(huán)境中更好的抗噪性和更遠(yuǎn)的傳輸距離是一個很大的優(yōu)點。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。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(shè)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(yīng)用。根據(jù)本設(shè)計要求，選擇 RS485 作為實現(xiàn)長距離傳送方案。 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(shè)計以這一代表性的機型進行系統(tǒng)的講解。 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。對 P0 端口寫“ 1”時，引腳用作高阻抗輸入。在這種模式下， P0 具有內(nèi)部上拉電阻。程序 校驗時，需要1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192040393837363534333231302928 27 26 25 24 23 22 21 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10201918 17 16 15 14 13 12 11 P 1 . 0 P 1 . 1 P 1 . 2 P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7RST / V PDP 3 . 0 / RXDP 3 . 1 / TXDP 3 . 2 / INT 0P 3 . 3 / INT 1P 3 . 4 / T 0P 3 . 5 / T 1P 3 . 6 / WRP 3 . 7 / RDXTAL 2XTAL 1V SSV CCP 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7EA / V PPALE / PROGPSENP 2 . 7P 2 . 6P 2 . 5P 2 . 4P 2 . 3P 2 . 2P 2 . 1P 2 . 0R S T P 3 . 0 / RXDP 3 . 1 / T X D X T A L 2X T A L 1P 3 . 2 / IN T 0P 3 . 3 / IN T 1 P 3 . 4 / T 0P 3 . 5 / T 1GNDV CCP 1 . 7P 1 . 6P 1 . 5P 1 . 4P 1 . 3P 1 . 2P 1 . 1 / AIN 1P 1 . 0 / AIN 0P 3 . 7注 ： 類似的還有 P h il ip s 公司的 8 7 L P C 64 ， 20 引腳 8 XC 748 / 750 / （ 751 ）， 24 引腳 8 X 749 （ 752 ）， 28 引腳 8 XC 754 ， 28 引腳 等等80C51/89C5189C2051 11 外部上拉電阻。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。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。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。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）。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。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。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。P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。如下表為 P3口第二功能： /ALE PROG ：地址鎖存控制信號（ ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8位地址的輸出脈沖。在一般情況下 ， 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。如果需要，通過將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置“ 1”， ALE 操作將無效。否則 ALE 將被微弱拉高。 表 52 P3 口第二功能 引腳號 第二功能 12 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） WR （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） PSEN : 外部程序存儲器選通信號（ PSEN ）是外部程序存儲器選通信號。 /EAVPP : 訪問外部程序存儲器控制信號。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應(yīng)該接 VCC。 XTAL1: 振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 、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(fù)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。本最小系統(tǒng)中晶振采用 12M，起振電容采用 30pF 。在單片機最小系統(tǒng)上電時，利用 R11 和 C3 充放電原理，以達(dá)到實現(xiàn)的單片機最小系統(tǒng)的復(fù)位。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。 （ 2）、在 DS18B20 中的每個器件上都有獨一無二的序列號。 （ 4）、測量溫度范圍在－ 55。 C 之間。 （ 6）、內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。 圖 53（ DS18B20 底視圖） 表 53 DS18B20 詳細(xì)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。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。當(dāng)工作于寄生電源時，此引腳必須接地。 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(yán)格的時序要求。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。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。 14 圖 54 DS18B20 的復(fù)位時序 對于 DS18B20 的讀時序分為讀 0時序和讀 1時序 兩個過程。 DS18B20 在完成一個讀時序過程，至少需要 60us才能完成。 對于 DS18B20 寫 0時序和寫 1 時序的要求不同，當(dāng)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(dāng)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。它設(shè)計新穎，構(gòu)思奇巧，用途廣泛，備受電子專業(yè)設(shè)計人員和電子愛好者的青睞，人們 將其戲稱為偉大的小 IC。 、 NE555 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳說明 開始 主機發(fā)送低脈沖 釋放總線 標(biāo)志位置位 初始化完成 清除標(biāo)志位 等待回應(yīng) 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。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(dāng) uc上升到（ 2/3） Vcc時，輸出out為低電平，放電管 VT導(dǎo)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(guān)。 Rx和放電管放電，電路進入第二暫穩(wěn)態(tài) .其維持時間 TPL的長短與電容的放電時間有關(guān)，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(dāng) uc下降到（ 1/3） Vcc時，輸出 out。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。 、 RS485 總線的應(yīng)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(dǎo)線電阻等原因，通訊距離不遠(yuǎn)，低速時幾十米也是可以的。 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(fù)載），當(dāng)使用阻抗更高的接收器時可以驅(qū)動更多的接收器。 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。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。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(luò)才能正常工作。 (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。（ 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。在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)時，應(yīng)注意如下幾點： （ 1）采用一