基于AT89S52单片机的以太网远程监控系统的设计

本系统是以炉温作为温度检测对象，电阻炉的温度变化范围为30℃～150℃。系统设定温度为35℃～80℃，温度越限时产生告警。由于温度变化惯性大，因此，系统选用固态继电器作为温控元件。固态继电器是由固体元件组成的无触点开关元件，利用电子元件的开关特点来控制电路的断开与接通，工作可靠、寿命长，开关速度快，能实现较为理想的控温较果。系统采用的固态继电器是TOSHIBA的TSSl6J4lS。系统选用了PID调节器。当电阻炉的温度一旦越限，PID调节器使固态继电器TSSl6J4lS接通或断开，从而实现控制加热器，使电阻炉温度被控制在设定的温度范围内。
(3)以太网接口电路设计
系统的以太网功能是通过ZNE-100T模块实现的。ZNE-100T是周立功公司开发的一款嵌入式以太网转串口模块，它内部集成了TCP／IP协议，配有32位ARM7CPU、16KB RAM、128KB FLASH和10M以太网接口，支持RS-232和RS-485接口，支持动态或静态获取IP地址，有TCP Server，TCP Client，UDP，Real COM driver，Group Mode等多种工作方式，可使用网页浏览器进行配置，提供通用配置函数库，方便用户使用VC、VB、Delphi和C++Builder开发应用程序。由于ZNE一100T以太网模块能够实现串口设备和以太网设备之间数据的透明传输，利用它可以轻松完成嵌入式设备的网络功能。ZNE-100T以太网模块的波特率、开始位、停止位以及工作方式通过配置软件来设计。在本系统中，设置其波特率为9600b／s，开始位为1位，停止位为1位，工作方式为TCP Sever。
由于AT89S52单片机本身提供了一组全双工串行传输口，由TXD引脚来传送串行数据，而由RXD引脚来接收数据，可是其工作逻辑电平皆为TTL电平(0V，5V)。而ZNE-100T模块配置的是RS-232标准串行接口，电平为(+12V，-12V)，二者的电气规范不一致，因此要完成单片机与PC机的数据通信，必须对单片机输出的TTL电平进行电平转换。本系统采用MAXIM公司生产的MAX232电平转换芯片来实现RS-232标准接口通信。
(4)控制电路
驱动电路采用继电器驱动方式。通过控制继电器在控制周期内通断的时间，实现对加热器的开关控制。从而实现控制温度。由单片机I／O口输出的控制信号，经NPN晶体管放大，驱动继电器工作。
(5)告警电路
本设计采用蜂鸣器告警电路，它由晶体管和蜂鸣器组成。由单片机I／O口输出信号控制晶体管的导通或截止，晶体管导通，则蜂鸣器告警。

4 温度监控的实现
系统工作时先由使用者设定预期达到的两位温度值(该值为十进制，单位为摄氏度，范围35℃～80℃)，温度值输入后，打开电源，单片机自动复位，进行初始化，这时LED显示器显示设定温度，以便操作人员核对设定温度，然后温度检测电路将测点的温度输入单片机，经软件滤波后作为实测温度，此后显示器将一直显示实测温度。本系统的温度设置也可通过远程监控端的上位PC机设定，上位PC机通过ZNE一100T模块，将给定量和各设定参数传递给AT89S52单片机，DSl8820温度传感器也将现场实时检测得到的电阻炉的温度传递给AT89S52单片机，AT89S52单片机获得DSl8820温度传感器传送的温度后经主程序分析，并把它与设定值比较，若实测温度高于设定温度时，则通过驱动电路关上加热器并告警；若实测温度低于设定温度时，则通过驱动电路打开加热器并告警；若在设定温度范围内，则加热器状态不变。

5 系统软件设计
系统采用AT89S52作为核心处理器件，把经过DSl8820现场实时采集到的温度数据，存入AT89S52的内部数据存储器，送液晶显示，并与预先设定值进行比较，然后由单片机输出信号去控制加热器。进行温度控制程序的设计应考虑如下几个问题：・实时采集温度；・温度显示；・与上位PC机通信程序；・越限告警和处理。软件设计主要有：主程序、初值设定子程序、温度读取子程序、液晶显示子程序和输出控制子程序等。初值设定子程序完成对温度初值的设定及数据保存；温度读取子程序完成对温度传感器数据的读取，并通过液晶显示子程序显示温度值；输出控制子程序则根据温度的数值完成对输出口的控制。AT89S52的具体软件主程序和串口通信中断程序分别如图3和图4所示。