利用RS-485實(shí)現(xiàn)多路溫度測(cè)量

　　引言

　　在孵化設(shè)備的科研過(guò)程中，常常用多路溫度測(cè)試儀來(lái)對(duì)孵化機(jī)器內(nèi)部的溫度場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，而我們以前用的多路溫度測(cè)試儀是用兩片16選1的模擬開(kāi)關(guān)來(lái)完成對(duì)32路溫度的測(cè)量, 溫度的采樣時(shí)間受模擬開(kāi)關(guān)開(kāi)通關(guān)斷時(shí)間的限制，開(kāi)關(guān)信號(hào)對(duì)溫度采樣也造成了一定的干擾。在實(shí)際使用過(guò)程中還常受到溫度采樣路數(shù)(如8路、20路、64路、70路，128路等)的限制，為能更靈活的應(yīng)用該多路溫度測(cè)試儀，我們采用了主從機(jī)RS-485通訊的模式來(lái)完成多路溫度的測(cè)量。每個(gè)從機(jī)采樣8路溫度并作為一個(gè)模塊，每個(gè)從機(jī)有獨(dú)立的地址，這樣我們就可以在主機(jī)通訊負(fù)載能力范圍內(nèi)靈活的配置從機(jī)模塊的數(shù)量，并且能提高溫度采集的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，為科研實(shí)驗(yàn)提供便利工具。

　　硬件設(shè)計(jì)

　　總線式主從機(jī)結(jié)構(gòu)框圖如圖1。

　　主機(jī)我們采用Atmel公司的高性能8位處理器ATMEG128L-8AI，該芯片具有128k的ISP-FLASH、4k的EEPROM、4k的SRAM，該芯片容量大、可重復(fù)在系統(tǒng)編程、指令豐富并且執(zhí)行速度快。

　　主機(jī)主要完成以下功能：從機(jī)地址識(shí)別、與從機(jī)的通訊、實(shí)時(shí)溫度顯示、按鍵處理、溫度軟校準(zhǔn)以及從機(jī)擴(kuò)張選擇，主機(jī)功能框圖如圖2。實(shí)時(shí)溫度顯示采用19264單色點(diǎn)陣液晶，該液晶沒(méi)有背光時(shí)仍能正常查看，只是為了在夜間查看，我們?cè)黾恿艘壕П彻夤δ?。溫度軟校?zhǔn)功能是為了保證多路溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性，消除系統(tǒng)誤差。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，很難保證用來(lái)測(cè)量的不同的溫度探頭的一致性，電路結(jié)構(gòu)、探頭線長(zhǎng)度、以及每個(gè)溫度傳感元件本身的不一致性都最終影響溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性。為了方便校準(zhǔn)，我們可利用軟件對(duì)單個(gè)溫度探頭或全部溫度探頭進(jìn)行軟件校準(zhǔn)。這樣盡量減小各個(gè)溫度探頭的不一致而帶來(lái)的測(cè)量差值。為保證主機(jī)的可靠工作，在電路中還增加了處理器監(jiān)控芯片MAX706，用來(lái)監(jiān)控電源電壓和系統(tǒng)是否正常工作，否則發(fā)出復(fù)位信號(hào)使系統(tǒng)恢復(fù)正常。從機(jī)擴(kuò)展功能主要是用來(lái)選擇從機(jī)模塊的數(shù)量，如果從機(jī)數(shù)量為1，則在該功能選項(xiàng)中選擇“1路采樣模塊”，依次類推，考慮到實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中對(duì)溫度探頭數(shù)量的要求，本系統(tǒng)中最大的從機(jī)模塊配置數(shù)量為8，也就是最多可以測(cè)量64路溫度信號(hào)。