機。主機負責管理全部子站，接收各個子站傳來的數據，并在Windows環境下以良好的用戶界面管理和顯示現場數據。

3 子站的硬件設計

考慮到現場電纜走向復雜、分布范圍大，如果所有溫度傳感器均直接通過接口電路與主機相連，勢必造成系統連接與管理復雜化，同時也加大了維護方面的難度。該系統設計為分層分布式結構，由子站實時采集與其相連的一系列溫度傳感器的數據，經過各個子站的處理后，通過遠程通信接口電路，把代表電纜位置信息的傳感器編號以及相應的溫度數據傳送給主機。該設計簡化了系統結構，便于管理和維護。

子站的結構如圖2所示，其核心是Intel公司的8位單片機89C51。Intel 89C51具有4列化KBEEPROM作為程序存儲器，128 BRAM作為數據存儲器[2]。復位電路采用上電自動復位、按鈕手動復位和定時器(看門狗)自動復位多重復位設計，以保證子站工作的可靠性。時鐘電路由外接石英晶體振蕩器和電容構成的三點式振蕩電路及內部反向放大器構成，時鐘頻率為12 MHz.

Intel 89C51的16位內部定時/計數器以中斷方式工作，控制子站定時掃描與之相連的傳感器，內部并行口線則用于子站與溫度傳感器之間的單總線數據傳輸。考慮到一臺子站要連接多個溫度傳感器，且距離較遠，因此增加了驅動接口電路，由光電耦合連接傳感器，從而提高子站的抗干擾能力和可靠性。

4 接口設計

子站負責采集溫度數據并對數據進行簡單的處理，通過接口電路把傳感器編號以及相應的溫度數據傳送給主機。Intel 89C51具有片內串行接口，在串行口控制寄存器SCON的控制下，可以方便地工作在移位寄存器方式、波特率可變的8位異步通信方式、波特率固定的9位異步通信方式和波特率可變的9位異步通信方式中。由于Intel 89C51的串行口為TTL電平，而上位機(主機)的串行口為RS-232電平，因此通常的設計是采用MC1488/MC1489電平轉換接口電路。

RS-232串行通信標準規定，驅動器允許有2 500 pF的電容負載，因此通信距離受到很大限制，一般通信距離不超過15 m。此外，RS-232串行接口采用單端信號傳輸方式，其抗干擾能力 較差。考慮到RS-232串行接口的固有缺點以及子站數量多、分布范圍大、距離主機較遠等實際情況，本設計采用RS-485串行總線構成子站與主機的接口。

RS-485串行數據發送接收器采用平衡發送和差分接收，具有很強的抑制共模干擾能力，而且接受器具有較高的靈敏度，因此通信距離可達到1 000 m以上。在通信線路安裝方面，RS-485總線比RS-232總線具有很多優勢：RS-232總線采用三線共地傳輸，而RS-485總線采用兩線差分傳輸，也就是說，采用RS