機(jī)。主機(jī)負(fù)責(zé)管理全部子站，接收各個(gè)子站傳來(lái)的數(shù)據(jù)，并在Windows環(huán)境下以良好的用戶界面管理和顯示現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。

3 子站的硬件設(shè)計(jì)

考慮到現(xiàn)場(chǎng)電纜走向復(fù)雜、分布范圍大，如果所有溫度傳感器均直接通過(guò)接口電路與主機(jī)相連，勢(shì)必造成系統(tǒng)連接與管理復(fù)雜化，同時(shí)也加大了維護(hù)方面的難度。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)為分層分布式結(jié)構(gòu)，由子站實(shí)時(shí)采集與其相連的一系列溫度傳感器的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)各個(gè)子站的處理后，通過(guò)遠(yuǎn)程通信接口電路，把代表電纜位置信息的傳感器編號(hào)以及相應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)傳送給主機(jī)。該設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，便于管理和維護(hù)。

子站的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其核心是Intel公司的8位單片機(jī)89C51。Intel 89C51具有4列化KBEEPROM作為程序存儲(chǔ)器，128 BRAM作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器[2]。復(fù)位電路采用上電自動(dòng)復(fù)位、按鈕手動(dòng)復(fù)位和定時(shí)器(看門(mén)狗)自動(dòng)復(fù)位多重復(fù)位設(shè)計(jì)，以保證子站工作的可靠性。時(shí)鐘電路由外接石英晶體振蕩器和電容構(gòu)成的三點(diǎn)式振蕩電路及內(nèi)部反向放大器構(gòu)成，時(shí)鐘頻率為12 MHz.

Intel 89C51的16位內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器以中斷方式工作，控制子站定時(shí)掃描與之相連的傳感器，內(nèi)部并行口線則用于子站與溫度傳感器之間的單總線數(shù)據(jù)傳輸。考慮到一臺(tái)子站要連接多個(gè)溫度傳感器，且距離較遠(yuǎn)，因此增加了驅(qū)動(dòng)接口電路，由光電耦合連接傳感器，從而提高子站的抗干擾能力和可靠性。

4 接口設(shè)計(jì)

子站負(fù)責(zé)采集溫度數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理，通過(guò)接口電路把傳感器編號(hào)以及相應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)傳送給主機(jī)。Intel 89C51具有片內(nèi)串行接口，在串行口控制寄存器SCON的控制下，可以方便地工作在移位寄存器方式、波特率可變的8位異步通信方式、波特率固定的9位異步通信方式和波特率可變的9位異步通信方式中。由于Intel 89C51的串行口為T(mén)TL電平，而上位機(jī)(主機(jī))的串行口為RS-232電平，因此通常的設(shè)計(jì)是采用MC1488/MC1489電平轉(zhuǎn)換接口電路。

RS-232串行通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器允許有2 500 pF的電容負(fù)載，因此通信距離受到很大限制，一般通信距離不超過(guò)15 m。此外，RS-232串行接口采用單端信號(hào)傳輸方式，其抗干擾能力 較差?？紤]到RS-232串行接口的固有缺點(diǎn)以及子站數(shù)量多、分布范圍大、距離主機(jī)較遠(yuǎn)等實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)采用RS-485串行總線構(gòu)成子站與主機(jī)的接口。

RS-485串行數(shù)據(jù)發(fā)送接收器采用平衡發(fā)送和差分接收，具有很強(qiáng)的抑制共模干擾能力，而且接受器具有較高的靈敏度，因此通信距離可達(dá)到1 000 m以上。在通信線路安裝方面，RS-485總線比RS-232總線具有很多優(yōu)勢(shì)：RS-232總線采用三線共地傳輸，而RS-485總線采用兩線差分傳輸，也就是說(shuō)，采用RS