AT89C51单片机机车轴温的监控系统设计(3)
方案二
如下图所示，通过控制模拟开关来顺序选通各路传感器，然后对该路启动温度转换，读取温度值。
图2-3 方案二：模拟开关控制
它的优点是可以忽略传感器的序列号，可以任意更换传感器而程序中不需要作特殊的处理，简化了程序设计。缺点是：需要模拟开关控制，远距离测量时，每一路需要一根数据线，布线复杂；测量全部通道的时间是每一路时间的累加，测量时间长；扩展时，硬件和软件都需要修改。
综合考虑，方案一具有更大的实用性，更良好的扩展性，更能充分发挥DS18B20的设计优点，本次设计选择该方案来设计硬件和程序。
2.2.3 .计算机与单片机之间传送数据方式的确定
数据采集由单片机AT89C51负责，计算机主要负责通信、数据处理等工作。在工作中，单片机需要定时向计算机传送大批量的采样数据。通常，计算机和由单片机构成的现场数据采集系统相距较远，近则几十米，远则上百米，并且数据传输通道环境比较恶劣，经常有大容量的电器（如电动机，电焊机等）启动或切断。为了保证下位机的数据能高速及时、安全地传送至上位PC机，单片机和PC机之间采用RS-485协议的串行通信方式较为合理。RS-485接口是一种基于平衡发送和差分接收的串行总线，具有很强的抗共模干扰能力，在适当的波特率下传输距离远，同时易于进行网络扩展，被广泛的应用在很多工业现场。它具有以下特点：
（1）RS-485的数据最高传输速率为10Mbps
（2）RS-485的电气特性：逻辑"1"以两线间的电压差为+（2-6）V表示；逻辑"0"以两线间的电压差为-（2-6）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。
（3） RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好。
（4） RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达3000米，另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。而RS485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。
（5）因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。因为RS-485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS-485接口均采用屏蔽双绞线传输。RS-485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，与智能终端RS-485接口采用DB-9（孔），与键盘连接的键盘接口RS-485采用DB-9（针）。
2.3 主要元器件结构及其特点
2.3.1 AT89C51单片机简介[3]
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 AT89C51和AT89C2051的管脚图如图2-4所示。
图2-4 AT89C51和AT89C2051的管脚图
（1） 主要特性
AT89C51芯片的主要特性有：（1）与MCS-51兼容；（2）4K字节可编程闪烁存储器；（3）寿命：1000写/擦循环；（4）数据保留时间：10年；（5）全静态工作：0Hz-24Hz；（6）三级程序存储器锁定；（7）128*8位内部RAM；（8）32可编程I/O线；（9）两个16位定时器/计数器；（10）5个中断源；（11）可编程串行通道；（12）低功耗的闲置和掉电模式；（13）片内振荡器和时钟电路。
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