利用RS-485實現(xiàn)多路溫度測量

　　主機(jī)的按鍵是行列線組成的2輸入4輸出結(jié)構(gòu)形式，采用定時掃描，利用MCU內(nèi)部的定時器產(chǎn)生10ms定時中斷，CPU響應(yīng)中斷時對鍵盤進(jìn)行掃描，并在有鍵按下時識別出該鍵并執(zhí)行相應(yīng)的鍵功能程序。

　　從機(jī)采用Atmel公司的ATMEG16L-8AI作為處理器，該芯片具有16k的ISP-FLASH、512B的EEPROM、1k的SRAM，該芯片同樣可以在系統(tǒng)編程，該芯片具有8路10位A/D轉(zhuǎn)換器，當(dāng)采樣的基準(zhǔn)電壓為5V時，系統(tǒng)的采樣精度可達(dá)到5毫伏每字，即基準(zhǔn)電壓變化5毫伏，采樣的數(shù)字量變化1個字。

　　從機(jī)模塊主要完成8路溫度采樣、與主機(jī)的通訊、硬件地址編碼，從機(jī)功能框圖如圖3。每個從機(jī)模塊有個地址編碼跳線器，由硬件完成對該模塊的地址編碼。這樣在擴(kuò)張時，將每個模塊的地址唯一確定，不會由于通訊地址的重復(fù)造成通訊的不成功。我們采用的RS-485芯片最多可以負(fù)載32個從機(jī)模塊，RS-485芯片采用Maxim公司的MAX483CPA。不同的RS-485芯片，其負(fù)載能力不同，有的RS-485芯片如MAX487可以帶120個負(fù)載，MAX1487能夠?qū)⒇?fù)載數(shù)量擴(kuò)大到230個。

　　RS-485串行通訊

　　在工程實踐當(dāng)中，多點數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟话悴捎每偩€方式，傳送數(shù)據(jù)采用主從機(jī)結(jié)構(gòu)的方法。

　　RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收方式來實現(xiàn)通信：在發(fā)送端TXD將串行口的TTL電平信號轉(zhuǎn)換成差分信號A、B兩路輸出，經(jīng)傳輸后在接收端將差分信號還原成TTL電平信號。兩條傳輸線通常使用雙絞線，又是差分傳輸，因此有極強(qiáng)的抗共模干擾的能力，接收靈敏度也相當(dāng)高。同時，最大傳輸速率和最大傳輸距離也大大提高。如果以10kb/s速率傳輸數(shù)據(jù)時傳輸距離可達(dá)12m，而用100kb/s時傳輸距離可達(dá)1.2km。如果降低波特率，傳輸距離還可進(jìn)一步提高。本系統(tǒng)的波特率設(shè)置為2400b/s。

　　圖1就是用RS-485構(gòu)成的總線型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用主從方式進(jìn)行多機(jī)通信。主機(jī)采用8位微處理器ATMEG128L，從機(jī)采用ATMEG16L。每個從機(jī)通過地址編碼擁有自己固定的地址，由主機(jī)控制完成網(wǎng)上的每一次通信。圖4是MAX485和微處理器的接口電路，A、B為RS-485總線接口，D是發(fā)送端，R為接收端，分別與單片機(jī)串行口的TXD、RXD連接，由于采用半雙工通訊，所以還有收發(fā)控制端，MAX485的RE、DE為收發(fā)使能端，由微處理器的 PE4(主機(jī))、PC5(從機(jī))口作為收發(fā)控制。該控制口高電平時，MAX485處于發(fā)送狀態(tài)，將微處理器TXD處的數(shù)據(jù)經(jīng)A、B差分送出到RS-485的總線上;當(dāng)該控制口為低電平時，MAX485處于接受狀態(tài)，將RS-485總線上的差分信號轉(zhuǎn)換成TTL電平的信號由R端輸出到微處理器的RXD端。當(dāng)總線上沒有信號傳輸時，總線處于懸浮狀態(tài)，容易受干擾信號的影響。應(yīng)將總線上差分信號的正端A+和+5V電源間接一個10KW電阻;正端A+和負(fù)端B-間接一個10KW電阻;負(fù)端B-和地間接一個10KW電阻，形成一個電阻網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)總線上沒有信號傳輸時，正端A+的電平大約為3.2V，負(fù)端B-的電平大約為1.6V，即使有干擾信號，卻很難產(chǎn)生串行通信的起始信號0，從而增加了總線抗干擾的能力。