基于ATmega16的远程温差循环控制器设计
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RS 485总线存在自适应、自保护功能脆弱等缺点，如不注意一些细节的处理，常出现通信失败，甚至系统瘫痪等故障，因此提高RS 485总线的运行可靠性至关重要。
在该设计中，首先采用光电隔离。图2中，四位一体的光电耦合器TLP521_1使单片机与MAX485之间实现了完全的电隔离，消除了相互干扰，提高了工作的可靠性。如图2所示，单片机接收端RXD接TLP521_l的第13引脚；MAx485的RO接TLP521_1的第3引脚。这样，当RO有信号输入时，TLP521_1的第3引脚，通过光电耦合管使第13引脚有相应的电信号，从而降低了相互干扰。TXD，PD2的结构和RXD相同。其次，在RS 485的输出端即A，B两端加入信号限幅二极管D1～D4，其稳压值应保证符合RS 485标准，D1和D3取12 V，D2和D4取7 V，以保证将信号幅度限定在-7～+12 V之间，进一步提高抗过压的能力。考虑到线路的特殊情况(如某一节点的RS 485芯片被击穿短路)，为防止总线中其他分机的通信受到影响，在MAX485的信号输出端串联了两个3．3 kΩ的电阻R8和R10，这样本机的硬件故障就不会使整个总线的通信受到影响。在应用系统工程现场施工中，由于通信载体是双绞线，它的特性阻抗为120 Ω左右，所以在线路设计时，在RS 485网络传输线的始端和末端应各接l2O Ω的匹配电阻(如图2所示中的R9)，以减少线路上传输信号的反射。通过上述几点，可以有效地降低RS 485通信中的干扰。
2．1．3 输出显示和键盘输入电路
液晶显示用的是OCM中128×64的液晶，该液晶显示模块为128×64点阵型液晶显示模块，既可显示各种字符及图形，又可以显示4行汉字刚好符合该设计要求，显示4路温度，并可与CPU直接接口，具有8位标准数据总线、6条控制线及电源线。该设计中，由于单片机接口预留有限，所以LCD与单片机的连接采用串行数据输入方法，数据通过单片机PA7与LCD串行输入端的第4引脚相连；PA4、PA5为片选信号，分别接LCD的第15、第16引脚；PA6作为读／写使能信号，与LCD的第6引脚相连，它不仅接口简单，而且节约了单片机的I／O口资源。键盘输入接口使用到8个按键，采用行列式2×4键盘实现。
2．2 从机电路
从机的主要功能是完成4路温度数据采集，并将这些数据传送给主机；然后接收主机下达的基本设置数据，控制实现温差循环、RS485通信、辅助电加热、管道防冻等功能。RS 485通信与主机相同，下面主要介绍测温和继电器控制部分。
2．2．1 测温电路
测温的关键是选择合适的感温元件和合理的测温电路参数。这里选用一种负温度系数的热敏电阻器(NTC)，它采用玻壳封装，体积小，响应快，价格低，安装方便。水温测量使用NTC测温电阻TG408503(25℃时，阻值50 kΩ，B值4O5O K，玻璃封装)，经A／D转换后由程序查表，控制精确、选择合理的电路参数，在O～99℃范围内误差可小于1℃，具有良好的一致性。NTC热敏电阻的温度特性一般可用下面的公式表示：
式中：RT，RT0分别为热敏电阻器在温度T(单位：K)和T0(单位：K)时的阻值(单位：Ω)。B为热敏电阻器的电阻温度系数(单位：K)。热敏电阻测温电路如图3所示：RT1～RT4为本设计所使用的热敏电阻；PAO～PA3为从机ATmegal6单片机的A／D接口。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/162982.htm
2．2．2 继电器控制电路
系统输出功率控制有4路，分别有从机ATmegal6单片机PB0～PB3端口控制温差循环、电加热循环、防冻循环等功能。当主机按“温差循环”键时，主机将把信号发送给从机，从机再将RB0置高，启动手动循环，再次按“循环”键，程序使RB0输出低电平口，关闭手动循环。其他功能与“温差循环”基本相同。为了防止继电器可能干扰单片机的控制电路部分，在单片机PB输出口与继电器驱动接口电路之间加入了光电耦合器TLP521_2，如图4所示。
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