导言
在孵化设备的科研过程中,常常用多路温度测试仪来对孵化机器内部的温度场进行丈量,而咱们曾经用的多路温度测试仪是用两片16选1的模仿开关来完结对32路温度的丈量, 温度的采样时刻受模仿开关注册关断时刻的约束,开关信号对温度采样也形成了必定的搅扰。在实践运用过程中还常遭到温度采样路数(如8路、20路、64路、70路,128路等)的约束,为能更灵敏的运用该多路温度测试仪,咱们选用了主从机RS-485通讯的办法来完结多路温度的丈量。每个从机采样8路温度并作为一个模块,每个从机有独立的地址,这样咱们就可以在主机通讯负载才能范围内灵敏的装备从机模块的数量,而且能进步温度收集的及时性和准确性,为科研试验供给便当东西。
硬件规划
总线式主从机结构框图如图1。
主机咱们选用Atmel公司的高性能8位处理器ATMEG128L-8AI,该芯片具有128k的ISP-FLASH、4k的EEPROM、4k的SRAM,该芯片容量大、可重复在体系编程、指令丰厚而且履行速度快。
主机首要完结以下功用:从机地址辨认、与从机的通讯、实时温度显现、按键处理、温度软校准以及从机扩张挑选,主机功用框图如图2。实时温度显现选用19264单色点阵液晶,该液晶没有背光时仍能正常检查,仅仅为了在夜间检查,咱们增加了液晶背光功用。温度软校准功用是为了确保多路温度丈量的准确性,消除体系误差。在实践丈量过程中,很难确保用来丈量的不同的温度探头的一致性,电路结构、探头线长度、以及每个温度传感元件自身的不一致性都终究影响温度丈量的准确性。为了便利校准,咱们可运用软件对单个温度探头或悉数温度探头进行软件校准。这样尽量减小各个温度探头的不一致而带来的丈量差值。为确保主机的牢靠作业,在电路中还增加了处理器监控芯片MAX706,用来监控电源电压和体系是否正常作业,不然宣布复位信号使体系康复正常。从机扩展功用首要是用来挑选从机模块的数量,假如从机数量为1,则在该功用选项中挑选“1路采样模块”,顺次类推,考虑到实践运用过程中对温度探头数量的要求,本体系中最大的从机模块装备数量为8,也便是最多可以丈量64路温度信号。
主机的按键是队伍线组成的2输入4输出结构办法,选用守时扫描,运用MCU内部的守时器发生10ms守时中止,CPU呼应中止时对键盘进行扫描,并在有键按下时辨认出该键并履行相应的键功用程序。
从机选用Atmel公司的ATMEG16L-8AI作为处理器,该芯片具有16k的ISP-FLASH、512B的EEPROM、1k的SRAM,该芯片相同可以在体系编程,该芯片具有8路10位A/D转换器,当采样的基准电压为5V时,体系的采样精度可到达5毫伏每字,即基准电压改变5毫伏,采样的数字量改变1个字。
从机模块首要完结8路温度采样、与主机的通讯、硬件地址编码,从机功用框图如图3。每个从机模块有个地址编码跳线器,由硬件完结对该模块的地址编码。这样在扩张时,将每个模块的地址仅有确认,不会因为通讯地址的重复形成通讯的不成功。咱们选用的RS-485芯片最多可以负载32个从机模块,RS-485芯片选用Maxim公司的MAX483CPA。不同的RS-485芯片,其负载才能不同,有的RS-485芯片如MAX487可以带120个负载,MAX1487可以将负载数量扩大到230个。
RS-485串行通讯
在工程实践傍边,多点数据收集体系的网络拓扑一般选用总线办法,传送数据选用主从机结构的办法。
RS-485选用平衡发送和差分接纳办法来完成通讯:在发送端TXD将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A、B两路输出,经传输后在接纳端将差分信号还原成TTL电平信号。两条传输线一般运用双绞线,又是差分传输,因此有极强的抗共模搅扰的才能,接纳灵敏度也适当高。一起,最大传输速率和最大传输间隔也大大进步。假如以10kb/s速率传输数据时传输间隔可达12m,而用100kb/s时传输间隔可达1.2km。假如下降波特率,传输间隔还可进一步进步。本体系的波特率设置为2400b/s。