【正文】 多個單機(jī)之間的通信，集中的問題在于通信方式的選擇。如何在滿足要求的基礎(chǔ)上，選擇一種可靠、方便且成本較低的通信方式是要解決的關(guān)鍵問題。該系統(tǒng)采用KJJ12型通信接口，主要技術(shù)參數(shù)如下：工作電壓：ACC220177。本系統(tǒng)采用ATMEL公司生產(chǎn)的51系列低功耗、高性能8位單片機(jī)AT89C52作為總控制單元，單片機(jī)AT89C52為低價位的單片機(jī)[510]。通過數(shù)碼管現(xiàn)場顯示測點(diǎn)號碼和相應(yīng)的測點(diǎn)溫度，并事先設(shè)定一個溫度報警值，由撥碼開關(guān)存儲到計(jì)算機(jī)中，如若超過該設(shè)定的溫度安全值便報警?？蓪?shí)現(xiàn)的功能不僅包括對溫度信號的實(shí)時采集，還包括對信號數(shù)據(jù)的存儲以及超溫報警等。在系統(tǒng)運(yùn)行時，測量所得的溫度值與預(yù)定的報警值進(jìn)行比較，是否發(fā)出報警信號。將報警儀通過一個通訊接口與計(jì)算機(jī)相連可以實(shí)現(xiàn)更多的功能，而且連機(jī)方式報警儀工作的主要方式。 傳感器的簡介　傳感器的定義[1115] 傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號的器件。按照Gopel等的說法是：“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”，而“傳感器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理(模擬或數(shù)字)能力的系統(tǒng)”。傳感器把某種形式的能量轉(zhuǎn)換成另一種形式的能量。有源傳感器能將一種能量形式直接轉(zhuǎn)變成另一種，不需要外接的能源或激勵源。其“對象”可以是固體、液體或氣體，而它們的狀態(tài)可以是靜態(tài)的，也可以是動態(tài)(即過程)的。對象的特性可以是物理性質(zhì)的，也可以是化學(xué)性質(zhì)的。 在一段特制的彈性軸上粘貼上專用的測扭應(yīng)片并組成變橋，即為基礎(chǔ)扭矩傳感器；在軸上固定著：(1)能源環(huán)形變壓器的次級線圈，(2)信號環(huán)形變壓器初級線圈，(3)軸上印刷電路板，電路板上包含整流穩(wěn)定電源、儀表放大電路、V/F變換電路及信號輸出電路。傳感器有許多分類方法，但常用的分類方法有兩種，一種是按被測物理量來分；另一種是按傳感器的工作原理來分。 傳感器的選型原則智能采集器所用傳感器主要是電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器。因此，傳感器對系統(tǒng)的功能起決定性作用，設(shè)計(jì)中選擇合適的傳感器顯得非常重要。這些要求是：高精度、低成本；高靈敏度；穩(wěn)定性好；工作可靠；抗干擾能力強(qiáng)；動態(tài)特性良好；結(jié)構(gòu)簡單、使用維護(hù)方便、功耗低等。因此應(yīng)根據(jù)實(shí)際要求與可能，保證主要性能指標(biāo)，放寬對次要性能指標(biāo)的要求，以提高性能價格比，恰如其分地選用能滿足使用要求的產(chǎn)品。一般看門狗電路用來監(jiān)視MCU內(nèi)部程序運(yùn)行狀態(tài)，在程序跑飛或死鎖情況下，可以自動復(fù)位?？撮T狗電路的工作原理是：當(dāng)系統(tǒng)工作正常時，CPU將每隔一定時間輸出一個脈沖給看門狗，即“喂狗”，若程序運(yùn)行出現(xiàn)問題或硬件出現(xiàn)故障時而無法按時“喂狗”時，看門狗電路將迫使系統(tǒng)自動復(fù)位而重新運(yùn)行程序。 看門狗電路其實(shí)是一個獨(dú)立的定時器，有一個定時器控制寄存器，可以設(shè)定時間（開狗），到達(dá)時間后要置位（喂狗），如果沒有的話，就認(rèn)為是程序跑飛，就會發(fā)出RESET指令。看門狗電路分為外部和內(nèi)部兩種，一個外部的看門狗電路是最好的，因?yàn)樗灰蕾囄⒖刂破?，如果微控制器發(fā)生故障需要看門狗更新，則該電路將給出reset信號使微控制器重新啟動。MAX692由專用芯片MAX692構(gòu)成的看門狗電路如圖3所示，系統(tǒng)所用外圍元件少。MAX692是微系統(tǒng)監(jiān)控電路芯片，具有后備電池切換、掉電判別、看門狗監(jiān)控等功能。是復(fù)位信號輸出端，接DSP的復(fù)位端。如果WDI保持高或低超過看門狗定時周期()，端將發(fā)生200ms寬(最小140ms)的負(fù)脈沖使DSP復(fù)位。用MAX1232芯片作為單片機(jī)系統(tǒng)以及其他電子設(shè)備的看門狗電路，不需要其他的電子元器件配合，可以直接和微控制器相連，使用簡單方便，性能可靠，被大量應(yīng)用在一些單片機(jī)系統(tǒng)上。TOL是電源電壓波動允許設(shè)置（接地為5%，接VCC為10%）。加到D0～D7中的一個輸入，依靠A、B、C3根二進(jìn)制碼選擇，被正相輸出到Y(jié),返相輸出到W。傳感器的信號進(jìn)入傳感器激發(fā)電路經(jīng)調(diào)整后進(jìn)入74HC151的I0引腳。74HC151的B、C接低。4051：八選一模擬開關(guān) CD4051管腳圖 The pin configuration of CD4051CD4051是八選一模擬開關(guān)，相當(dāng)于一個單刀八擲開關(guān)?！癐NH”是禁止端，當(dāng)“INH”=1時，各通道均不選通。4052：雙4選1模擬開關(guān)4067：16選1模擬開關(guān)4512：八路數(shù)據(jù)選擇器 微處理器(單片機(jī))的選型八位單片機(jī)由于內(nèi)部構(gòu)造簡單，體積小，成本低廉，被廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)中。因此,本系統(tǒng)仍以八位單片機(jī)作為控制核心。在此，對幾種流行八位單片機(jī)作一個簡單的比較[2226]。它優(yōu)點(diǎn)之一是它無論從內(nèi)部的硬件還是到軟件都有一套完整的按位操作系統(tǒng)。此外，51系列單片機(jī)的具有乘法和除法指令，編程相當(dāng)方便。（2） PIC系列單片機(jī) 該類單片機(jī)是當(dāng)前市場份額增長最快的單片機(jī)之一。采用Harvard雙總線結(jié)構(gòu)，運(yùn)行速度快(指令周期約160～200ns)，此外，它還具有低工作電壓、低功耗、驅(qū)動能力強(qiáng)等特點(diǎn)。但是，在編程過程中，它需要反復(fù)地選擇對應(yīng)的存儲體，數(shù)據(jù)的傳送和邏輯運(yùn)算基本上都得通過工作寄存器W來進(jìn)行，因此，編程不是很方便。它取消機(jī)器周期，以時鐘周期為指令周期，實(shí)行流水作業(yè)。而且當(dāng)程序復(fù)雜時，通用寄存器應(yīng)用起來就顯得比較緊張[1114]。從軟件上講，編程需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算，這對于編程復(fù)雜的PIC系列單片機(jī)和寄存器資源有限的AVR系列單片機(jī)也都不是很合適。AT89C52是ATMEL公司生產(chǎn)的一種低功耗/低電壓，高性能的8位單片機(jī)。它采用了CMOS工藝和ATMEL公司的高密度非易失性存儲器（NURAM）技術(shù)，而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與MSC51兼容。目前，又很多的單片機(jī)都與AT89C52的管腳和功能兼容，可以在許多場合進(jìn)行替換。AT89C2051的最大的優(yōu)點(diǎn)是體積小、低山東科技大學(xué)學(xué)位論文 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)成本，是當(dāng)前性/價比較高的一種八位單片機(jī)，完全符合本課題的要求。 溫度的測量控制一般采用各式各樣的溫度傳感器，常用的溫度傳感器及其測溫范圍(℃)為：熱電偶(184～230)，熱電阻(200～850)，熱敏電阻(55～300)，半導(dǎo)體(55～150)。模擬溫度傳感器輸出的模擬信號，必須經(jīng)過專門的接口電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后才能由微處理器進(jìn)行處理。隨著計(jì)算機(jī)及半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，溫度傳感器尤其是具有數(shù)字接口的半導(dǎo)體溫度傳感器得到了廣泛的應(yīng)用和快速的發(fā)展。DS18B20是美國DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的可組網(wǎng)數(shù)字式溫度傳感器，在其內(nèi)部使用了在板（ONB0ARD）專利技術(shù)。該溫度計(jì)提供9位溫度讀數(shù)，指示器件的溫度。DS18B20是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。讀、寫和完成溫度變換所需的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源。這允許在許多不同的地方放置溫度靈敏器件。具體來說，DS18B20具有如下特性：（1）獨(dú)特的單線接口，只需1個接口引腳即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通信。（3）DS18B20在使用中不需要任何外圍元件。（本設(shè)計(jì)中單獨(dú)提供+5V電源）。（6）與前一代產(chǎn)品DS1820相比，體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)。（7）測量范圍從55℃至+125℃， ℃。（8）測量結(jié)果以9位數(shù)字量方式串行傳送。（10）用戶可定義的，非易失性的溫度告警設(shè)置。（12）應(yīng)用范圍包括恒溫控制，工業(yè)系統(tǒng)，消費(fèi)類產(chǎn)品，溫度計(jì)或任何熱敏系統(tǒng)。DS1820內(nèi)部有三個主要的數(shù)據(jù)部件：(1) 64 位激光（lasered）ROM；(2) 溫度靈敏元件和(3) 非易失性溫度告警觸發(fā)器TH 和TL 器件。DS1820應(yīng)用注意事項(xiàng)[2729]DS1820雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題： （1） 較小的硬件開銷需要相對復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于DS1820與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對DS1820進(jìn)行讀寫編程時，必須嚴(yán)格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。 （2） 在DS1820的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS1820數(shù)量問題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個DS1820，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。 （3） 連接DS1820的總線電纜是有長度限制的。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離可達(dá)150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離進(jìn)一步加長。因此，在用DS1820進(jìn)行長距離測溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題，以便做到精確測量。這一點(diǎn)在進(jìn)行DS18