毕业论文专业：[电子信息工程]班级：[2008级4班]学生姓名：[王超]指导教师：[郭小平]完成时间：Time\@"yyyy年M月d日"2024年10月3日内蒙古师范大学[多点温度测试仪设计制作]一.系统总原理及大致思路1.1本系统采用了一台上位机和多个下位机的集总式结构。上位机采用AT89S51单片机，下位机采用AT89C2051单片机。1.1.1上位机与下位机之间采用RS485总线通信。其中上位机系统配置液晶显示屏、按键。按键用于调整各个点的预置温度和系统时间，查询各个点的预置温度值、实际温度值以及调温设备运行情况，输入下位机的控制信息。液晶显示屏用于显示系统时间，以及各点的预置温度值、实际温度值和调温设备运行情况，如1min内没有任何操作，则液晶显示屏上开始循环显示各个点的实际温度值、预置温度值以及调温设备运转情况，每一个点的数据在液晶屏上显示的时间是8s。下位机负责温度采集和控制调温设备运转，温度传感器采用DSl8B20。1.1.2上位机首先将预置温度值发送到下位机，下位机将实际温度与预置温度进行比较后输出调温设备控制信号，并将实际温度与调温设备运转状态发送到上位机。1.2本系统的总体结构设计原理框图如图1所示，。二.硬件电路设计2．1上位机电路上位机电路包括RS485总线接口电路、键盘电路和液晶显示电路。其中总线接口电路与下位机总线接口电路基本一致。其电路原理图如图3所示。下面先介绍键盘电路和液晶显示电路，RS485总线接口电路稍后介绍。2．1．1键盘电路（需要电路图？）上位机电路中提供6个按键用于温度设置、温度查询、系统时间设置、工作／待机设置。它们是“ON／OFF”键、“+”键、“—”键、“SET”键、“ENQ”键、“TIME”键，分别与AT89S51的P2．0，P2．1，P2．2，P2．3，P2．4，P2．5相连。“SIET”键用于选择下位机，之后可按“ON／OFF”键使对应的下位机工作／待机，也可按“+”，“一”键给该分机设置预置温度。“ENQ”键用于查询下位机的预置温度、实际温度值和调温设备运转状态。设置系统时间需先按“TIME”键选择时或分，然后利用“+”，“一”键设置系统时间。2．1．2显示电路（需要电路图？）上位机系统采用16×2字符型液晶模组(LCM)，其为按键操作提供可视化依据，内部集成了LCD控制器、LCD驱动器、LCD显示装置。LCM与单片机的接口电路比较简单，单片机的P1口接LCM的数据总线，P3．5，P3．6，P3．7用于控制LCM。LCM的第一行显示系统时间，第二行显示分机的设置温度、实际温度和工作状态。如果在1m内没有任何操作，则液晶显示屏上开始循环显示各个点的实际温度值、预置温度值以及工作状态，每一个点的数据在液晶屏上显示的时间是8s。2．2下位机电路设计下位机电路主要由三部分构成：温度采集电路、RS485总线接口电路、调温设备的控制电路，其电路原理图如图2所示。2．2．1温度采集电路温度传感器采用DSl8B20，其是一种单总线智能型温度传感器，只有三线接口，分别为地线、数据线、电源线。DSl8B20输出信号为数字信号，处理器与DSl8B20通过数据线来完成双向通信，因此采用DSl8B20使得电路十分简单。温度变换功率可以来源于外电源，也可以来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DSl8B20供电。DSl8B20的电压范围为+3．O～+5．5V，测温范围为一55～+125℃，固有的测温分辨率为O．5℃，最高精度可达0．0675℃，最大的转换时间为200ms。一条总线上面可以挂接多个Dsl8820实现多点测温。本系统中每台下位机只接一个DSl8B20。采用单片机的P3．7口与DS18B20进行通信，采集温度信号，由于其是双向通信，内部结构是开漏，所以在总线上要加一个10。kΩ上拉电阻。2．2．2RS485总线接口电路本系统上位机与下位机之间采用RS485总线通信，其通信距离可达1200m。总线驱动芯片采用MAX485，RO接单片机的RXD，DI接TXD，MAX485芯片的发送和接收功能转换由芯片的RE，DE端控制。DE=1时，MAX485处于发送状态；RE=O，DE=0时，芯片处于接收状态。将RE，DE接在单片机的一根口线P3．4上。在上电复位时，为了避免分机咬总线的情况，总线上的各分机应处于接收状态。而在上电复位时，单片机各端口处于高电平状态，硬件电路稳定也需要一定的时间，则可能向总线发送信息，为了避免这种情况，将P3．4口接一个74HCl4反相器，使MAX485上电时处于接收状态。另外在数据传输之前，先要通过一个低电平起始位实现握手，给R0外接10kΩ上拉电阻，防止干扰信号误触发产生负跳变，使单片机进入接收