7．多机分布式系统
可用多片单片机构成分布式测控系统，它使单片机的应用进入了一个新的水平。 本课题以单片机作为控制器，进一步研究单片机在自动检测及控制领域中的应用。 1.4 本课题设计的内容 本设计的技术要求如下:
1、该系统要求用炉温自动检测仪对烘干炉温度进行检测。炉温自动检测仪具有4个数据通道，每个通道可采集3600个数据。
2、温度检测范围：0℃ -- 300℃；温度检测精度：1℃。 3、温度检测采样间隔：1秒 — 4分钟可调。 4、系统工作电源：9V DC 5、系统工作温度：0℃ -- 70℃ 6、能准确显示实时检测的温度值。
根据设计的技术要求，本设计采用单片机系统对炉温及炉内工件的温度进行采集和处理，监控烘干炉的热加工过程以及产品的质量状态，实现数据的存储，并实时显示温度值。该系统能够对烘干炉的温度进行实时的检测，以保证烘干炉的温度处于合理的范围之内，便于生产的正常进行，并且优化了生产过程，提高烘干炉热加工的产品质量和生产效率，降低能耗。本设计内容涵盖了本专业电子技术、微机原理、单片机应用技术、计算机控制技术等课程的内容。其具体设计内容包括以下几个方面：
1．控制系统的总体方案设计，画出整个系统的原理框图。
2．系统硬件设计：包括温度传感器的选择、温度检测电路的设计、A/D的选择及接口设计、CPU的选择、键盘及显示模块的设计等。
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3．系统软件设计：含温度检测模块、数据处理模块、键盘及显示模块等。 本设计拟解决的关键问题如下： 1．传感器的选择 2．温度检测电路的设计 3．实时显示模块的设计
2 烘干炉温度自动检测系统方案的确定
2.1 方案论证 方案一：
该系统采用8031单片机作为主机，包括信号采集及处理电路，A/D转换电路，时钟电路，复位电路，按键输入电路，LED显示电路以及嗡鸣器电路。该系统基本能完成设计要求，但选用8031单片机需要外扩程序存储器，接线复杂，并且此方案的抗干扰性能较差。其结构框图如下：
图2-1 方案一系统结构框图
时钟电路 复位电路 A/D转换 信号采集及 处理电路 按键输入 8031 单片机 LED显示器 驱动电路 3位LED 显示器 7
方案二：
该系统主要由AT89C51单片机、多路开关、信号处理及放大、采样保持、A/D转换、稳压电源、键盘及显示、串行通讯模块、看门狗等部分组成。其中单片机为系统的核心部分。四通道传感器由多路开关循环选通，被选中的温度传感器信号由信号处理电路进行处理与放大之后送入A/D转换器，再由单片机处理来自A/D转换器的数据，电源采用电池供电，经过DC/DC变换电路处理后，构成三路输出的稳压电源，给整个系统提供±12V及+5V电源。看门狗采用硬件看门狗电路，防止程序跑飞。为了扩展该系统的功能，设置了串行通讯模块，用于上位机与单片机之间进行通讯。其结构框图如图2-2所示。
烘干炉 看门狗电路
图2-2 方案二系统结构框图
多路开关 信号处理及放大 采样保持 A/D 转换 AT89C51 稳压电源 单 片 机 键 盘 8279 显 示 串行口通讯模块 8
2.2 方案确定
方案一和方案二都采用单片机系统来实现，单片机软件编程灵活、自由度大。单片机系统可用数码管显示温度的实际值，能用键盘输入设定值，并可实现打印功能。方案一采用8031作为系统主机，由于8031需外扩程序存储器，接线复杂，并且此方案的抗干扰性能较差。而方案二在方案一的基础上作了较大改进，此方案采用AT89C51作为系统的主机，由于AT89C51芯片含有内部EPROM，不需外扩程序存储器，可使系统整体结构更加简单。该方案的键盘及显示部分采用8279通用键盘显示，不仅能满足设计要求，还有利于二次开发。另外，此方案还采取了稳压电源、看门狗电路等抗干扰措施，使系统更加稳定、可靠。方案二的另一个优点就是设置了串行通讯接口，可用于扩展该系统的功能，这样，使整个系统功能更完善，操作简单方便。因此，通过对以上两种方案进行分析、比较，本设计采用了方案二。
3 烘干炉温度自动检测系统的硬件设计
本烘干炉温度自动检测系统设计包含两部分，一部分是系统硬件设计，另一部分是系统软件设计。本章主要介绍烘干炉温度自动检测系统的硬件设计，系统软件设计将在下一章介绍。
3.1 系统硬件的设计原则
在系统的扩展和配置设计中，应遵循以下原则：
(1) 尽可能选择典型电路，为硬件系统的标准化、模块化打下基础。
(2) 系统的扩展与外围设备配置的水平应充分满足应用系统的功能要求，并留有适当余
地，以便进行二次开发。
(3) 硬件结构应结合应用软件方案一起考虑。
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(4) 系统中相关器件要尽可能做到性能匹配。
(5) 可靠性及抗干扰设计是硬件设计不可缺少的一部分，包括芯片、器件的选择、去耦滤
波等。
(6)单片机外接电路较多时，必须考虑其驱动能力。
本系统的设计原则是高效、实用、方便。所谓高效，主要是指检测效率高，用较快的速度、较高的质量完成较好的检测功能；所谓实用，是指尽可能地增加系统的可扩展性、灵活性，功能尽可能完善，尽可能提高检测精度；所谓方便，是指操作、维护、使用、调试尽可能地简单方便。
3.2 温度自动检测系统主机的选择
烘干炉温度自动检测系统属于计算机检测系统的一种。计算机检测系统是由包括微型计算机在内的一些模块组成的，由于集成度很高，模块不至于很多，因此结构紧凑，可靠性高。计算机检测系统信息处理的核心是主机，获取检测信息进行初步处理的是分机，中、大型自动检测系统的主机可以是PC机或工控机，特大型自动检测系统的主机可以是巨型机，而小型检测系统则可以选择单片机系统为核心。
单片机是将中央处理器、存储器、接口电路以及连接它们的总线等全部集中到一块大规模集成电路芯片上，具有可靠性高、控制功能强、易扩展、低功耗、价格便宜等特点。
单片机具有较强的管理功能，本系统用单片机对整个测量电路进行管理和控制，可使整个系统智能化、体积小、功耗低，使用电子器件少，内部配线少，成本低，制造、安装、调试及维护方便。因此，决定选用单片机作为该系统的主机。 3.3 传感器的选择
在现代检测技术中，传感器技术和计算机技术是必不可少的两个方面。主机对数据有很
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