基于AT89S52單片機的以太網遠程監控系統的設計

本系統是以爐溫作為溫度檢測對象，電阻爐的溫度變化范圍為30℃～150℃。系統設定溫度為35℃～80℃，溫度越限時產生告警。由于溫度變化慣性大，因此，系統選用固態繼電器作為溫控元件。固態繼電器是由固體元件組成的無觸點開關元件，利用電子元件的開關特點來控制電路的斷開與接通，工作可靠、壽命長，開關速度快，能實現較為理想的控溫較果。系統采用的固態繼電器是TOSHIBA的TSSl6J4lS。系統選用了PID調節器。當電阻爐的溫度一旦越限，PID調節器使固態繼電器TSSl6J4lS接通或斷開，從而實現控制加熱器，使電阻爐溫度被控制在設定的溫度范圍內。
(3)以太網接口電路設計
系統的以太網功能是通過ZNE-100T模塊實現的。ZNE-100T是周立功公司開發的一款嵌入式以太網轉串口模塊，它內部集成了TCP／IP協議，配有32位ARM7CPU、16KB RAM、128KB FLASH和10M以太網接口，支持RS-232和RS-485接口，支持動態或靜態獲取IP地址，有TCP Server，TCP Client，UDP，Real COM driver，Group Mode等多種工作方式，可使用網頁瀏覽器進行配置，提供通用配置函數庫，方便用戶使用VC、VB、Delphi和C++Builder開發應用程序。由于ZNE一100T以太網模塊能夠實現串口設備和以太網設備之間數據的透明傳輸，利用它可以輕松完成嵌入式設備的網絡功能。ZNE-100T以太網模塊的波特率、開始位、停止位以及工作方式通過配置軟件來設計。在本系統中，設置其波特率為9600b／s，開始位為1位，停止位為1位，工作方式為TCP Sever。
由于AT89S52單片機本身提供了一組全雙工串行傳輸口，由TXD引腳來傳送串行數據，而由RXD引腳來接收數據，可是其工作邏輯電平皆為TTL電平(0V，5V)。而ZNE-100T模塊配置的是RS-232標準串行接口，電平為(+12V，-12V)，二者的電氣規范不一致，因此要完成單片機與PC機的數據通信，必須對單片機輸出的TTL電平進行電平轉換。本系統采用MAXIM公司生產的MAX232電平轉換芯片來實現RS-232標準接口通信。
(4)控制電路
驅動電路采用繼電器驅動方式。通過控制繼電器在控制周期內通斷的時間，實現對加熱器的開關控制。從而實現控制溫度。由單片機I／O口輸出的控制信號，經NPN晶體管放大，驅動繼電器工作。
(5)告警電路
本設計采用蜂鳴器告警電路，它由晶體管和蜂鳴器組成。由單片機I／O口輸出信號控制晶體管的導通或截止，晶體管導通，則蜂鳴器告警。

4 溫度監控的實現
系統工作時先由使用者設定預期達到的兩位溫度值(該值為十進制，單位為攝氏度，范圍35℃～80℃)，溫度值輸入后，打開電源，單片機自動復位，進行初始化，這時LED顯示器顯示設定溫度，以便操作人員核對設定溫度，然后溫度檢測電路將測點的溫度輸入單片機，經軟件濾波后作為實測溫度，此后顯示器將一直顯示實測溫度。本系統的溫度設置也可通過遠程監控端的上位PC機設定，上位PC機通過ZNE一100T模塊，將給定量和各設定參數傳遞給AT89S52單片機，DSl8820溫度傳感器也將現場實時檢測得到的電阻爐的溫度傳遞給AT89S52單片機，AT89S52單片機獲得DSl8820溫度傳感器傳送的溫度后經主程序分析，并把它與設定值比較，若實測溫度高于設定溫度時，則通過驅動電路關上加熱器并告警；若實測溫度低于設定溫度時，則通過驅動電路打開加熱器并告警；若在設定溫度范圍內，則加熱器狀態不變。

5 系統軟件設計
系統采用AT89S52作為核心處理器件，把經過DSl8820現場實時采集到的溫度數據，存入AT89S52的內部數據存儲器，送液晶顯示，并與預先設定值進行比較，然后由單片機輸出信號去控制加熱器。進行溫度控制程序的設計應考慮如下幾個問題：?實時采集溫度；?溫度顯示；?與上位PC機通信程序；?越限告警和處理。軟件設計主要有：主程序、初值設定子程序、溫度讀取子程序、液晶顯示子程序和輸出控制子程序等。初值設定子程序完成對溫度初值的設定及數據保存；溫度讀取子程序完成對溫度傳感器數據的讀取，并通過液晶顯示子程序顯示溫度值；輸出控制子程序則根據溫度的數值完成對輸出口的控制。AT89S52的具體軟件主程序和串口通信中斷程序分別如圖3和圖4所示。