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温控仪设定温度取样与比较 项目来源及实际问题 菲尼克斯半导体公司在半导体的加工过程中，每种材料都需要在特定的温度下进行，温度的控制由温控仪完成，操作人员只需要根据加工材料设定相应的加工温度，但有操作人员的失误导致设定的加工温度与材料应有的加工温度不符，使得整批材料报废。现在我们需要设计一个系统，将操作工输入到温控仪上的设定温度与材料对应的加工温度进行比较，确保温度设定准确。 系统的主要功能只需要完成与温控仪进行通信获得操作工输入的设定温度，以及从数据库中获取对应的材料加工温度，完成比较并进行报警即可。 系统的基本实现原理及关键技术问题 温控仪提供485通信接口和相应的通信协议，并且材料的温度信息可从计算机上获取，所以整个系统实际上就是解决485通信的问题。 远距离数据通信的可靠性是系统的关键技术问题 数据通信的基本原理 数据通信讨论的是从一个设备到另一个设备传输信息，现代数据通信是利用0和1两种符号来传送数据，用电压来表示逻辑数字0和1。不同的通信方法对于0和1的规定也不同。 既然数据通信就是逻辑数字1和0的传输，那么在传输过程中由于电磁干扰等因素导致接收到的逻辑数字与发送的逻辑数字不一致就是数据通信中最需要解决的问题 目前串行数据通信的主要方法 电压法 电流法 平衡传输 电压法 数据接收器收接收到的电压大小在一定的范围内可表示逻辑1或0，而由数据发送器输出的电压在传输过程中会在导线等电阻属性的器件上损失一部分电压，从而导致接收器收到的电压小于发送器输出的电压，在某些情况下会造成逻辑1和0的混乱。比如规定电压高于0.2V为逻辑1,0V到0.2V之间为逻辑0，发送器输出的电压为0.3V，经过降压后接收器收到的电压却低于0.2V，那么本来发送的是逻辑1，而接收到的却是逻辑0，数据发送产生错误。 电压法的典型代表RS232对电气特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。 在TxD和RxD上： 逻辑1(MARK)=-3V～-15V 逻辑0(SPACE)=+3～+15V 在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上： 信号有效（接通，ON状态，正电压）=+3V～+15V 信号无效（断开，OFF状态，负电压）=-3V～-15V 以上规定说明了RS-232C标准对逻辑电平的定义。对于数据（信息码）：逻辑“1”（传号）的电平低于-3V，逻辑“0”（空号）的电平高于+3V；对于控制信号；接通状态（ON）即信号有效的电平高于+3V，断开状态（OFF）即信号无效的电平低于-3V，也就是当传输电平的绝对值大于3V时，电路可以有效地检查出来，介于-3～+3V之间的电压无意义，低于-15V或高于+15V的电压也认为无意义，因此，实际工作时，应保证电平在-3V～-15V或+3V～+15V之间。 EIA RS-232C 与TTL转换：EIA RS-232C 是用正负电压来表示逻辑状态，与TTL以高低电平表示逻辑状态的规定不同。因此，为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接，必须在EIA RS-232C 与TTL电路之间进行电平和逻辑关系的变换。实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路芯片。 平衡传输 发送端将信号调制成为对称的信号用双线发送，称为平衡发送；发送如采用单线（对应有参考电平），称为非平衡发送；接收端采用对称接收称为平衡接收；接收端采用非对称接收（单线接收对应一个基准电平）称接收为非平衡接收。例如差动电路就是一种平衡方式。 平衡传输和非平衡传输的区别： 平衡传输是指信号传输线的有两个输入端，一个地线。 不平衡传输是指信号传输线的有一个输入端，一个地线。当有共模干扰存在时，由于平衡传输的两个端子上受到的干扰信号数值相差不多，而极性相反，干扰信号在平衡传输的负载上可以互相抵消，所以平衡电路具有较好的抗干扰能力。 RS485通信 RS-422由RS-232发展而来，它是为弥补RS-232之不足而提出的。为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mb/s，传输距离延长到4000英尺（速率低于100kb/s时），并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。由于EIA提出的建议标准都是以“RS”作为前缀，所以在通讯工业领域，仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓。 RS-485是双向、半双工通信协议，允许多个驱动器和接