【正文】 集的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)通過溫度傳感器 DS18B20 采集溫度，并 將溫度數(shù)據(jù) 顯示到 LED 數(shù)碼管，同時(shí)將采集來(lái)的數(shù)據(jù)通過 RS485 總線傳送到 ARM 級(jí)進(jìn)行顯示。 28 致 謝 26 參考文獻(xiàn) 25 附 錄 24 測(cè)試方案及測(cè)試用例 19 DS18B20 的工作過程 7 LED 數(shù)碼管的電路設(shè)計(jì) 7 DS18B20 接口電路 3 第 3 章 系統(tǒng)分析 2 關(guān)鍵性開發(fā)技術(shù)的介紹 1 第 2 章 關(guān)鍵技術(shù)介紹 1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 II ABSTRACT 關(guān)鍵詞： AT98S52， RS485， 溫度采集 ， 串行通信 Ⅲ Design and realization of the RS485 node sampling based on MCU Abstract The hardware and software design of the temperature acquisition system based on RS485 serial munication criterion is introduced. The acquisition of temperature data is finished by the system taking AT89S52 MCU as core. Collected data can be sent up to ARM through RS485 serial bus, stored and processed in it. The software of this system includes MCU and ARM programs, programmed with C language. Some corresponding software. And hardware anti disturbance measures assure this system’s stability and reliability. The implement of the file transfer between MCU and ARM based on RS485 are introduced in this paper. The design method of the RS485 driver is given. The user defined munication protocol and the program are discussed in detail. Under the traditional model of the traditional temperature measurement using thermocouples or thermistor, the output is an analog signal, must be converted into a digital signal and then transmitted with the microcontroller. Therefore, it is quite plicated and costly. In recent years, . production of DS18B20, as a new singlebus digital temperature sensors are widely used. Realtime temperature data collection in the foreground and conversion, through the sensor into digital DS18B20 send microcontroller LED display addition, the temperature data received through the RS 485 Interface transfer to the rear of the ARM in the display. Key words: AT89S52,RS485,Temperature Acquisition, Serial Communication 1 目 錄 任務(wù)書 因此，它是相當(dāng)復(fù)雜 而且 成本高 。相應(yīng)的硬件和軟件抗干擾措施保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。 Ⅱ 論文題目 基于單片機(jī)的 RS485 總線采樣節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 姓 名 學(xué) 院 東北大學(xué)東軟信息學(xué)院 專 業(yè) 電子信息工程（嵌入式系統(tǒng)工程方向） 指導(dǎo)教師 備 注 2020 年 5 月 Ⅱ 基于單片機(jī)的 RS485 總線采樣節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) Design and realization of the RS485 node sampling based on MCU 摘 要 本論文 介紹了基于 RS485 串行總 線標(biāo)準(zhǔn)的溫度采集系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。 本文介紹了一種基于 RS485 的 單片機(jī) 與 ARM 之間文件傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方案。近年來(lái)， 美國(guó)生產(chǎn)的 DS18B20，作為一種新的單總線數(shù)字溫度傳感器 被廣泛使用。 III 第 1 章 緒 論 2 MAX485 芯片原理 3 DS18B20 溫度傳感器原理 4 系統(tǒng)構(gòu)架 4 數(shù)據(jù)采集模塊構(gòu)架 5 系統(tǒng)任務(wù)的可行性分析 7 系統(tǒng)概述 9 主控制模塊電路設(shè)計(jì) 10 電源監(jiān)測(cè)電路 11 RS485 串口通信模塊設(shè)計(jì) 15 第 5 章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 17 DS18B20 模塊程序設(shè)計(jì) 24 LED 檢測(cè) 用美國(guó) DALLAS 公司生產(chǎn)的 DS18B20 溫度傳感器采集溫度 和 A/D 轉(zhuǎn)換合為一體，然后輸出的 數(shù)字量，硬件 設(shè)計(jì) 電路 時(shí)結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，與單片機(jī)接口很少需要 其他的 元件。 并且 通過 RS485 總線構(gòu)成的分 部 數(shù)據(jù)采集與設(shè)備 設(shè)計(jì) 簡(jiǎn)單， 同時(shí)具有 成本低， 系統(tǒng)不復(fù)雜 ， 具有 能夠遠(yuǎn)距離通訊等 特點(diǎn) 。 應(yīng)用范圍 儀器儀表：醫(yī)療器械 、 色譜儀、 智能儀器、示波器。 2 第 2 章 關(guān)鍵技術(shù)介紹 關(guān)鍵性開發(fā)技術(shù)的介紹 RS485 總線 介紹 RS485 就是 電氣接口規(guī)范 ， 屬于 7 層開放系統(tǒng)互連 (Open SysyemInterconnection，OSI) 模型物理層的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。 RS 485 接口可與四線線使用 時(shí) ， 同時(shí) 可以實(shí)現(xiàn)真正 意義 的兩線多點(diǎn)雙向通信。只有在很短的距離，獲得最高的傳輸速率。的 RS485 通常用于平衡傳輸和差分接收方式實(shí)現(xiàn)通信。 RS485 特點(diǎn) ： 1. RS485 電氣特性：邏輯 “1”兩條線之間的電壓差為 +（ 26） V 表示 ，邏輯 “0”兩條線之間的電壓差為 （ 26） V 表示 。具有多站能力，這樣用戶可以利用單一的 RS 485 網(wǎng)絡(luò)接口的優(yōu)勢(shì)， 3 易于安裝設(shè)備。 RO 端 和 DI 端，分別 是 接收器和驅(qū)動(dòng)器的輸入輸出 ， 僅與 單片機(jī) 可以連接到 RXD和 TXD。 MAX485 只有一個(gè)信號(hào)控制 就 可以接收和發(fā)送。因此，在溫度測(cè)量系統(tǒng)中，采用抗干擾能力強(qiáng)的新型數(shù)字溫度傳感器是解決這些問題的最有效方案，新型數(shù)字溫度傳感器DS18B20 具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬、采用一線總線、可組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的測(cè)溫效果。 溫 度 采 集 模 塊溫 度A R M 顯 示 模 塊R S 4 8 5 傳 輸 圖 系統(tǒng)的 功能構(gòu)架 數(shù)據(jù)采集模塊 由單片機(jī)系統(tǒng)和 RS485 傳輸設(shè)備 組成，數(shù)據(jù)采集模傳輸 是通過RS485 傳輸設(shè)備來(lái)完成信息的發(fā)送與接收，最終用數(shù)據(jù)采集模塊將數(shù)據(jù)采集后，通過RS485 傳輸設(shè)備發(fā)送出去，然后 ARM 的 RS485 傳輸設(shè)備負(fù)責(zé)接收，最終在 ARM 的顯示屏上顯示出來(lái)，達(dá)到我們對(duì)數(shù)據(jù)的讀取的目的。傳輸通信利用 RS485 傳輸設(shè)備 ， RS485 總線為多機(jī)通信的 在 實(shí)際 生活中有著 十分重要的地位 ， 他的 其在 傳輸速率、 通信速率、 傳輸距離、多機(jī)連接等 方面 都有著 非常大的 改善 。另外， 假如 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)比較多需要很大的運(yùn)算量，需要對(duì)其作立即反應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)所不適合 用 RS485 總線 進(jìn)行傳輸。 使 用 單片機(jī)控制，軟件編程的自由得當(dāng) ， 所以本次設(shè)計(jì)采用 DS18B20 傳感器測(cè)量 溫度，輸出信號(hào)的 全 部數(shù)字化。 2．合理性 東北大學(xué)東軟信息 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3章 系統(tǒng) 分析 6 本項(xiàng)目設(shè)計(jì)所提出的設(shè)計(jì)方法和標(biāo)準(zhǔn)將是合理的、恰當(dāng)?shù)摹?他的 工作 過程 是 先初始化各個(gè)器件達(dá)到合適 環(huán)境進(jìn)行 工作 ， 然后初始化 DS18B20 跟 數(shù)碼管 ， 然后讀取檢測(cè)的溫度 數(shù)據(jù) ， 同時(shí)把 采集 數(shù)據(jù)進(jìn)行 傳送到 數(shù)碼管 上進(jìn)行顯示 。電 源 DS18B20 的 2 種方式 為 ：外部電源和寄生 電源 模式。在這種設(shè)計(jì)的考慮只是一個(gè)單點(diǎn)溫度測(cè)量，因此 采用 外部電源供電。這 種 收發(fā)器在驅(qū)動(dòng)器 是 禁用的 滿載或者空載的形式下， 需要 的電源電流 是 120μA 到 500μA 內(nèi) 。接收器輸入具有對(duì) 失去 保護(hù)特性，當(dāng)輸入 開 路時(shí) ，以確保 邏輯高電平 的 輸出。 斷開狀態(tài) 時(shí)， 信號(hào) 無(wú)效的要小于 3V，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)保證在 177。他 XTAL1 XTAL2 端 的結(jié)束，也可用來(lái)連接帶微調(diào)外 部 晶振跟電容 ，然后是他在 單片機(jī) 內(nèi)部振蕩器反相放大器是輸入，外部晶 振 器連接的另一端 XTAL2 上 ，在這是芯片 里 振蕩器反相放大器的輸出。 (9)警告 溫度 搜索 的指令可以依靠 識(shí)別 尋址溫度在 修訂 的極限之外的 器件； (10)適用的 電壓 范圍 非常大 ，電壓范圍 在 ~； (11)應(yīng)用范圍包括消費(fèi)類 的 產(chǎn)品、 工業(yè)系統(tǒng) 中 溫度計(jì)或任何熱敏系統(tǒng) 。其中， GND 為電源 接 地 用的 。 表 溫度寄存器的格式 2． 64 位光刻 ROM 在出品前 ， 光刻 ROM 中的 64 位 的 序列 碼就已經(jīng)被 光刻好的， 可以把他 可以當(dāng)做 這個(gè) DS18B20 的地址序列碼。就以 14 位轉(zhuǎn)化為例： 12 位 符號(hào) 擴(kuò)展 的 讀 數(shù) ℃ /LSB 的表達(dá)情況，其中 S 為符號(hào)位補(bǔ)碼形式。 在 DS18B20 生產(chǎn)的時(shí) 候這 位被 默認(rèn)設(shè)置成 0， 不可以 用別的 辦法更改這個(gè)設(shè)置 。所以，你可以使用多個(gè) DS18B20 的在同一時(shí)間同時(shí)檢 測(cè)報(bào)警溫度 的 探 索 與搜索。 1,2 字節(jié)，包括開始測(cè)量溫度的數(shù)字信息，字節(jié)是 3,4,5TH 和 TL，配置寄存器的臨時(shí)任務(wù)，在每一個(gè)上電復(fù)位將重置所有 。下表為 ROM指令表 。因此，必須在收到應(yīng)答機(jī)的RS 485 串行端口發(fā)送和接收信號(hào)，而且在其他機(jī)器時(shí) 發(fā)出指令是才能答復(fù)。那么， 一定需要以下 幾 點(diǎn) 。 (2) 電路 復(fù)位時(shí) ， 主機(jī)必須 處于接收 的 狀態(tài)Π DE 和 RE 端相連為低 電平的 時(shí) 候 ，從機(jī) 應(yīng)該 處于接收 的 狀態(tài) ， 在 接受上電復(fù)位的時(shí)候 ， 因?yàn)橛布娐贩€(wěn)定需要一點(diǎn) 時(shí)間 ， 而且 單片機(jī) 的各個(gè) 端口復(fù)位后 應(yīng)該 處于高電平 的 狀態(tài) ， 因此就會(huì)使總線上每個(gè) 分機(jī) 都 處于發(fā)送狀態(tài) ， 再加上 電時(shí)各 個(gè) 電路的不穩(wěn)定 ， 就可能向總線發(fā)送信號(hào) 。 在 發(fā)送時(shí)檢測(cè)是否建立 TI，如果 TI 為高電平時(shí) 關(guān)閉發(fā)送 的功能變?yōu)?接收 功能 。預(yù)定義 的