參賽學校：山東輕工業學院
參賽題目：多點溫度檢測系統
參賽編號：d甲2905
參賽成員：王偉、劉田、安磊
指導老師：指導導師組
參賽時間：2023年9月10日~14日
本實驗以89c52、89c51微控制器系統進行多點溫度採集與控制，溫度訊號由ad574和溫度/電壓轉換電路提供，溫度傳輸採用多機通訊，主控器能對各溫度檢測器通過串傳輸線實現溫度資料的傳輸以及顯示。
另外，本實驗可以選擇攝氏溫度c和絕對溫度r兩種顯示模式。實驗中加入了帶上下限報警的溫度檢測器，在設定範圍內，綠指示燈亮。超上限時紅燈亮並鳴笛，低於下限時黃燈亮並鳴笛，按任意鍵停止報警，但若溫度不在正常範圍內還會再次報警。
充分考慮到了系統的可靠性及安全性。
本機實現了：1、檢測溫度範圍：0℃--400℃。
2、檢測解析度±0.1℃。
3、各檢測器與主控器之間的距離100公尺(實驗中用10公尺傳輸線代替)
4、各檢測器單元可顯示檢測的溫度值。
5、設計並製造了各檢測器及主控器所用的直流穩壓電源。由單相220v交流電壓供電。
本機特色： 1、pt100非線性系統採用軟體分段線性補償方案。
2、帶有上下限設定的報警功能；精確到0.1℃。
3、帶有攝氏溫度和絕對溫度轉換功能。
、方案論證與比較
本實驗是設計乙個多路溫度監測系統，要求檢測範圍為：0℃--400℃，檢測解析度為：±0.
1℃,各檢測器與主控器之間的距離100公尺(實驗中用10公尺傳輸線代替),各顯示器單元可顯示檢測的溫度值，設計並製作個檢測器以及主控器所用的直流穩壓電源，由單相220v交流電壓供電。經過改進的系統具有較好的快速型與較小的超調，以及數碼管顯示及測量精度提高等。
1、 測量部分
方案、採用熱敏電阻，可滿足40~90℃的測量範圍，但熱敏電阻精度、重複性、可靠性都比較差,對於檢測小於1℃的溫度訊號是不適用的。
方案、採用溫度感測器ad590。它具有較高的精度和重複性，相比於熱敏電阻精度有所提高，但非線性誤差為±0.3℃，且檢測溫度範圍為：-55~+155℃，不滿足題目要求。
方案、採用pt100。它的國際測溫標準為：-40~+450℃，可選環境溫度為：
-40~70℃，精度為：±0.1℃，完全符合要求。
且安裝尺寸小，可直接安裝在印刷電路板上，可焊sip封裝。
綜上比較分析，我們選擇方案，以便於更好的提高測量精度。
2、 多機遠端通訊部分
方案、一般微機提供的標準介面為rs232，它的介面是一種用於近距離(最大30－60公尺)、慢速度、點對點通訊的通訊協議，在rs232中乙個訊號只用到一條訊號線，採取與地電壓參考的方式，因而在長距離傳輸後，傳送端和接收端地電壓有出入，容易造成通訊出錯或速度降低。
方案、 rs485介面採用不同的方式：每個訊號都採用雙絞線(兩根訊號線)傳送，兩條線間的電壓差用於表示數碼訊號。例如把雙絞線中的一根標為a(正)，另一根標為b(負)，當a為正電壓(通常為+5v)，b為負電壓時(通常為0)，表示訊號「1」；反之，a為負電壓，b為正電壓時表示訊號「0」。
rs485/422允許通訊距離可達到1200公尺，採用合適的電路可達到2.5mb/s的傳輸速率。
綜上比較分析，方案具有更高的精度和測量距離遠的優勢，我們選擇方案。
、硬體連線
1、 總體框圖
多路資料採集系統，通過序列傳輸線實現溫度資料的傳輸及顯示。
2、 ad574與8051的連線。
由於ad574輸出帶三態控制，故其輸出直接掛在資料匯流排上。圖1中為12位資料分高8位和低四位兩次輸出的接線方式。當8051執行外部資料儲存器寫指令時，使得ce=1, =0, r/=0,a0=0,啟動12位轉換有效。
然後8051通過p1.0線查詢sts埠狀態，當sts=0時，表明轉換結束。由於ad574的12位轉換速度很快，故適用於查詢方式。
之後8051執行兩條讀外部資料儲存器指令，分別讀取轉換結果的高8位和低四位資料。此時，ce=1， =0 , a0=0(或a0=1)。另外，介面電路中模擬量的輸入為雙極性輸入。
圖1ad574啟動時序
ad574讀時序
3、序列通訊
<1>電路設計背景及功能
嵌入式系統中，微控制器除了要和使用者互動資訊和指令外，很多時候還要和其它主從
系統進行指令和資料的交換，這就需要系統之間進行通訊。
微控制器有多個能和外界交換資訊的介面，在要和其他的微控制器通訊的時候，由於多個並行埠要用於本機的資料傳輸，同時也為了適應長距離傳輸的周邊電磁環境，這裡採用序列通訊的方式。
<2>多機系統的特點
多機系統是指由多台計算機組成的系統。
多機系統的結構有很多種，如果從系統中各台計算機的關係上分，可分為緊密耦合型和鬆散耦合型兩類。
在緊密耦合的多機系統中，各台計算機之間的聯絡緊密，一般情況下他們通過匯流排(包括公共儲存器)進行頻繁的資訊交換，並在乙個總的作業系統——分布式作業系統的控制下協調地工作。
在鬆散耦合的多機系統中，計算機之間的聯絡較少，每一台計算機都有獨立的存貯器，並在各自的作業系統下獨立地工作。計算機之間通過通訊來協同工作。這類多機系統又可分為分布式和主從式兩類。
分布式多機系統中，各台計算機具有平等的地位和相似的結構。主從式多機系統中，有一台功能較強的主計算機和若干臺結構相似的從計算機。我們採用主從式系統完成本實驗。
在主從式多機系統中，計算機之間的通訊由主機控制。主機主動和從機聯絡通訊，向從機發出各種命令，如設計從機的工作引數、修改從機的實時時鐘、詢問從機的狀態、收集從機的資料等。而從機不能主動向主機或其他從機進行通訊聯絡，他只有在主機向它發出命令時才做出相應，向主機回送資訊。
因此主計算機處於主導地位，而從計算機處於處於從屬地位。
在主從式多機系統中，主機的功能往往是監視各從機的工作，定時收集各個從機的實時資料資訊並將收集到的資料資訊進行處理、存檔、格式化顯示和列印等。同時，操
作人員通過人-機通訊，在主機上查詢從機的狀態，診斷系統中各個從機是否出現故障，以便系統維護。
從機的功能一般是進行現場資料資訊的採集、計算和對現場的控制，從機自動完成對各要素的定時取樣和計算，在接到主機的命令時將結果送給主機。
<3>主從式多機系統設計要點
在設計主從式多機系統時，除了掌握單片及應用系統的設計方法外，還必須注意以下幾個方面：
(1) 主機和從機的功能劃分
在設計乙個多機系統時，應著眼於整個系統的功能，設法提高整個系統的效能**比，因此合理規定主機和從機的功能是十分重要的。
系統的有些功能，例如資料的計算分析，可以由各個從機來完成，只把結果送給主機，也可以把原始資料直接送給主機、由主機處理。這兩種方法對**處理機的工作時間、儲存器的容量以及主機和從機之間需傳送的資訊量會產生影響。在確定主從機功能的同時，應從系統的實時行要求、主機和從機的工作量、主從機之間的距離和現場操作需求來考慮。
(2) 通訊方式
多機系統和單機系統在硬體上的最大不同是需要通訊口。通訊可採用各種方法來
實現，對於距離在幾公尺以上的系統，一般均採用序列通訊。它又分為同步和非同步兩種方式，前者速度快，通訊距離較近，後者速度慢，但通訊距離遠。一般的工業控制和資料採集系統，在資料傳輸量不大的情況下，採用非同步方式比較方便。
通訊的物理物理媒介也有許多種，如採用無線電通訊或**線通訊，這是一般採用非同步方式，並應加入數據機，它的通訊距離最遠可達幾十公里以上；如果採用電纜通訊，可採用rs –232或rs-422、rs-456等方式，後二者可採用一般的雙絞線進行通訊，具有傳輸距離遠、抗干擾能力強等優點，在通訊距離較遠時，應採用 rs-485等介面方式
(3)主機選擇
多機系統的主機應根據應用要求和現有條件來選擇。如果該系統需要有外部儲存設
備以儲存各種資料時，應採用由磁碟驅動器地主機，特別是在儲存資料量較大時，應採用由硬碟的主機。如果主機需執行較多的實時控制功能，則應選擇可配備實時作業系統的主機。一般情況下，可採用等通用的個人計算機。
由於一般的個人計算機配有序列介面，如果主從機採用通訊時，應該再加入通訊處理機，它與主機用相連，與各從機用同步通訊方式相連。
(4) 通訊規程選擇
這裡的通訊規程主要是指主機之間的通訊約定，它包括從機定址方式、通訊檢驗及
通訊應答等方式等。一般主機和多台從機通訊時，只使用一套公共的的通訊線路，主機應能和指定的任何乙個從機通訊，也能向全部從機發命令。因為一台主機只能和一台從機通訊，所以有乙個怎樣定址從機的問題。
對mcs-51微控制器，它們的序列口由主從機通訊方式，允許傳送位址或資料。但是如果通訊距離較遠或現場有干擾時，就不宜採用此方法。因為mcs-51等的主從機通訊方式中，位址與資料的區別只是傳送的最後一位
不同，如果有干擾改變了了這位的狀態，會打亂整個系統的執行。這是可採用在命令中
增加幾位位址地方法。在有干擾時，主從機通訊應加入檢驗，對非同步通訊，可採用字元或位元組的奇偶校驗加上一幀資訊的累加和校驗。
(5) 從機設計方法
從機是乙個獨立地控制器或資料採集裝置，它的設計方法基本上與一般的微控制器系統相同，只是需增加通訊口硬體和通訊處理軟體。為了減少通訊量，從機常用於完成對乙個子系統的控制或資料採集。每台從機所需完成地功能一般比較多，而且是綜合性地，這是它的結構比較複雜，再加上通訊處理軟體需與控制或資料採集並行進行，所以在多機系統的從機中，應該配備實時多工作業系統
。3、 匯流排驅動器晶元sn75176
4、 常用的rs－485匯流排驅動晶元有sn75174，sn75175，sn75176。sn75176晶元
有乙個傳送器和乙個接收器，非常適合作為rs－485匯流排驅動晶元。
自動儀表檢測溫度控制系統的設計
自動檢測技術及儀表控制系統專案設計 學生姓名 王芬學號 0905054107 學院 資訊與通訊工程學院 專業自動化 檢測系統名稱 溫度檢測系統的設計 大作業運用已經學過的溫度 壓力 流量 物位 機械量等檢測原理和檢測方法，查閱有關的文獻資料，自行設計乙個檢測系統。要求 1 測試引數的檢測原理和方法。...
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多點接地系統優缺點概述
優點優點 1 接地短路電流加大，利於故障檢測和繼電器迅速動作。因為多點接地時，流過故障點的故障電流是流經各接地點故障電流的總和。所以故障點的電流被加大，使得ct 容易檢測到故障，相應的繼電器可迅速動作。2 對於多電源系統，多點接地時能夠有效的隔離故障發生點。在多電源系統內，如果只採用一點接地，有可能...