电缆接头系统方案选择 2.1 采集器设计【字数：2681】
1本论文主要研究的目标
本设计的主要监测电缆接头的温度，通过将DS18B20数字传感器放置到电缆接头进行实时温度信息采集，控制器方面采用了STC89C52单片机，数据通过实时采集后，对其进行了相应计算分析与转换，最终显示在数位管上，使其具有了显示与存储以及最重要的警报的功能。（1）DS18B20数字传感器采集温度信息。（2）数位管用于显示实时数据（3）STC89C52单片机对实时采集数据进行数据分析处理。（4）能实现与上位机实时通讯。
2电缆接头温度远程测量装置总体方案设计
图2.1是系统结构图的图示，系统在设计的时候，其主控模块与温度采集是分别设置的，温度通过温度的相关模块进行获取，再通过无线传递给相应的主控模块进行分析。系统结构简单、便于模块化集成设计、方便控制。测量装置整体结构如图所示。图2.1 测量装置系统框图
全文所设计的结构图显示如图2.1，其组成结构分为两部分，分别是温度传感器与数据处理系统，温度采集方面使用的是DS18B20作为采集器；温度数据采集上来以后，传输给相应的终端服务器并进行计算分析，数据处理终端分为多个模块进行处理，包括了接收与主控模块、存储器与通信模块、独立按键以及显示屏构成。全文研究的系统数据采集步骤和传输的通道是： （1）DS18B20数字温度传感器节点通过485总线和数据采集终端组成网络，进行串级通信。在不需要进行多级组网的情况下，数据采集终端上的485总线可以挂载多大255个温度采集节点。实际安装中，一个电缆接头设备可以安装3个温度采集节点，搭配一个数据采集终端。 （2）传感器节点采集数据后通过485总线传输至数据采集终端。温度等数据被成功采集以后，通过单片机在无线网络的传输下传递给上位机。数据终端集成了高性能的Cotex-M4微控制器，正常运行时将采集的数据加入时间信息后保存在存储器中，并且运行监测程序，当数据异常或者每天定时点到达后将离线数据打包发送至网络，而未发送数据时无线传输模块处于睡眠模式。 （3）网络方面是采用了云端的方式进行接入，成功接收到云端发来的相应数据，一是将此数据供工作人间进行查看与下载，另一方面将数据存储在了服务器，除此之外还添加了通过邮件进行提醒的功能。服务器通过网页的方式实现人机交互，可实现数据的可视化。一个云主机即可管理大量数据终端，通过对终端的编号来区分不同终端，一台电抗器可以适配一台数据采集终端。 （4）监控上位机采用QT及C++编写，使用RS485接口和采集终端进行通讯。RS485传输距离可达1KM,可以通过管理多个数据终端。如果数据终端距离监控室距离较短，可以通过485总线和上位机直接通讯，或者上位机连接到网络，通过云主机查看数据。对于安装距离较远的终端，则只能通过网络查看云主机上面的数据。
2.1 采集器设计
本系统由采集器与主控机两部分硬件组成，采集器由核心STC89C52处理模块，DS18B20数字温度传感器、以及485总线模块构成。将采集器单独设计和封装，置于电缆接头上，并紧贴电缆接头，测量电缆接头的绝缘层温度，并将其送至核心处理模块处理，处理后的数据通过无线发射模块发送出去，传至数据处理终端进行后续的处理与发送.
3.1.1单片机最小系统设计
本文所设计的系统所设定的重要控制器采用的是STC89C52单片机。这种单片机具有性能高、能源消耗低的优点，是在ATMEL公司中所生产出来的。其具有的微控制器为CMOS8位，存储器方面具有8K，使用中，其可以实现FLASH的编程。STC89C52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O 口线，看门狗定时器。有一点需要说明的是在本设计中单片机的EA管脚要始终接高电平。因为如果想让单片机能够读取内部程序存储器的数据，只有在EA接高电平时才能实现。当外部的ROM存在时，他会自动先对内部的ROM进行识别，再对外部的ROM进行读取识别。但如果想让单片机直接读取外部ROM，需要管脚EA直接接低电平。 而本设计中的单片机管脚EA不需要接低电平，因为本设计所使用的STC89C52是本身就有内部ROM的，所以管脚EA始终接高电平。1．主要特性：（1）STC89C52RC单片机:（2）8K字节程序存储空间；（3）512字节数据存储空间；（4）内带4K字节EEPROM存储空间;（5）可直接使用串口下载；AT89C51和STC89C51基本参数都是一样的，主要的区别如下：（1）AT89C51是12T的模式，STC89C51可以与AT89C51的模式相同，也可以为6T（2）AT89C51只有128字节的RAM，STC89C51除此之外，有内部1280RAM扩展（3）AT89C51工作电压为5V，STC89C51可以是3.3V–5V（4）AT89C51仅仅有4K的内部程序存储空间，STC89C51的存储空间可以达到64K（5）AT89C51只能通过编程器编程，STC89C51有ISP功能单片机STC89C52引脚图，及STC89C52各个具体的引脚功能说明：
2．管脚说明：VCC(40引脚)：电源电压VSS(20引脚)：接地P0口：P0口的高电平在输出时，不是5V，低电平则为零值，这种情况下可以认定为悬空的一个状态。也就是说P0既不能输出高电平，也不鞥提供5V的电流，它需要和与其链接的器件串联起来，共同拉电阻，由电源通过这个上拉电阻给负载提供电流.作用输出口时,每位能驱动8个TTL逻辑电平。P1口：P1口上拉电阻位于其内部的功能，它是一个8 位的I/O 口，并且是双向的。P1 端可以带动起来四个TTL逻辑电平。如果当把P1口当做输入端用时，应该将P1口写上1，其输出的电流为IIL，通过位于其内部的上拉端口，把相应的端口拉高。由于在被当做输入端时， P1口被外部拉低，其内部依然存在电阻的缘故，其所输出的电流仍未IIL。
引脚号
功能特性
P1.0
T2（定时器/计数器2外部计数输入），时钟输出
P1.1
T2EX（重装触发和方向控制/定时器/计数器2捕获）
引脚号第二功能P1.5 MOSI(在线系统编程用)P1.6 MISO(在线系统编程用)P1.7 SCK(在线系统编程用)P2口：P2口作为缓冲器，可以带动四个TTL电平，同样是一个拥有内部的上拉电阻的8位双向I/O 口。可以把P2端口表明1的时候，它可以作为输入端口来使用，其内部的电阻会将端口拉高。当它被当做输入的时候，会输出IIL，它由于内部存在内部电阻的缘故，会被外部拉低的引脚影响。 P3口：P3口作为缓冲器可以带动四个TTL电平，它是一个具有上拉电阻的八位I/O 口，并且是双向的。当把P3端口标记成1的时候，其可作为输出端来工作，它的内部上拉电阻会把这个端口提高。所输出的电流为IIL，这都是由于其被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因。 P3口当做正常使用时的I/O口之外，同时还具有一些其他的复合型的多方面功能：
引脚号
复用功能
P3.0
RXD(串行输入口)
P3.1
TXD(串行输出口)
P3.2
（外部中断0）
P3.3
（外部中断1）
P3.4
T0（定时器0的外部输入）
P3.5
T1（定时器1的外部输入）
P3.6
（外部数据存储器写选通）
P3.7
（外部数据存储气读选通）
RST——复位输入。在振荡器处于正常的工作状态的时候，单片机将被复位，这都是由于RST引脚出现大于两个机器周期。 ALE/PROG——在对于外部服务器或者相应的程序进行登录的时候，ALE(地址锁存允许)会将其8位字符进行锁定，这个时候，输出脉冲占了主导的地位。在通常的时候，ALE会继续输出稳定持续的脉冲，频率是以时钟振荡为频率的1/6。所以，在这个基础上，它可以被使用在多个方面，包括定时或者是输出时钟的功能上。但是需要特别重视的一点事，每次登陆外部服务器进行数据的读取时，会自动的越过一个ALE脉冲。
3．振荡器特性：XTAL1式反向放大器的输入端，而输出端是XTAL2。石晶振荡和陶瓷振荡在选择反向放大器时，都可以采用这种方式，并且可以作为内振荡器。本设计的晶振电路比较简单，只有3个器件，一个12Hz的晶振外加二个20PF的普通电容组成，晶振两端分别与单片机的XTAL1和XTAL2口相接。
原文链接：http://www.jxszl.com/lwqt/yzlw/283003.html
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