利用RS-485实现多路温度测量

　　引言

　　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测量，而我们以前用的多路温度测试仪是用两片16选1的模拟开关来完成对32路温度的测量, 温度的采样时间受模拟开关开通关断时间的限制，开关信号对温度采样也造成了一定的干扰。在实际使用过程中还常受到温度采样路数(如8路、20路、64路、70路，128路等)的限制，为能更灵活的应用该多路温度测试仪，我们采用了主从机RS-485通讯的模式来完成多路温度的测量。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，这样我们就可以在主机通讯负载能力范围内灵活的配置从机模块的数量，并且能提高温度采集的及时性和准确性，为科研实验提供便利工具。

　　硬件设计

　　总线式主从机结构框图如图1。

　　主机我们采用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、可重复在系统编程、指令丰富并且执行速度快。

　　主机主要完成以下功能：从机地址识别、与从机的通讯、实时温度显示、按键处理、温度软校准以及从机扩张选择，主机功能框图如图2。实时温度显示采用19264单色点阵液晶，该液晶没有背光时仍能正常查看，只是为了在夜间查看，我们增加了液晶背光功能。温度软校准功能是为了保证多路温度测量的准确性，消除系统误差。在实际测量过程中，很难保证用来测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本身的不一致性都最终影响温度测量的准确性。为了方便校准，我们可利用软件对单个温度探头或全部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测量差值。为保证主机的可靠工作，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系统是否正常工作，否则发出复位信号使系统恢复正常。从机扩展功能主要是用来选择从机模块的数量，如果从机数量为1，则在该功能选项中选择“1路采样模块”，依次类推，考虑到实际应用过程中对温度探头数量的要求，本系统中最大的从机模块配置数量为8，也就是最多可以测量64路温度信号。