【正文】 低 的 電 壓 （ 200mV） ， 在遠(yuǎn) 距 離 傳 輸 時(shí) 也 能 使 信 號(hào) 得 以 恢 復(fù) 。 由 于 發(fā) 送 電 平 和 接 收 電 平 的 差 僅 為 2V 到 3V， 所 以 共 模 抑 制 能 力 差 ， 再 加 上 雙 絞線 上 的 分 布 電 容 ， 其 傳 送 距 離 最 大 為 15M， 最 高 速 率 為 20Kbit/s。方 案 一 ： 采 用 采 用 RS232 串 行 總 線 方 式 ， 它 是 外 部 串 行 總 線 ， 通 常 我 們 用 9 針 線 接 口 進(jìn) 行 通信 ， 實(shí) 際 上 只 用 到 TXD、 RXD、 GND 三 根 線 ， 單 端 傳 輸 方 式 ， 最 大 傳 輸 距 離 是 15 米 ， 最 大 傳 輸速 度 20Kbit/s， 具 有 串 行 傳 輸 只 需 要 一 根 傳 輸 線 即 可 ， 在 成 本 上 可 以 有 一 定 的 節(jié) 約 。 本 設(shè) 計(jì) 雖 然 是 簡 單 的 用 單 片 機(jī) 內(nèi) 部 集 成 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 進(jìn) 行 電 壓 采 樣 ， 但 是 利 用 此 原 理 ， 并 將設(shè) 計(jì) 稍 加 改 動(dòng) ， 就 會(huì) 演 變 成 很 多 工 業(yè) 自 動(dòng) 化 監(jiān) 控 系 統(tǒng) ， 例 如 對(duì) 溫 度 、 壓 力 、 液 位 等 工 業(yè) 現(xiàn) 場(chǎng) 參數(shù) 的 精 確 控 制 ， 并 且 可 以 利 用 上 位 組 態(tài) 軟 件 實(shí) 現(xiàn) 現(xiàn) 場(chǎng) 參 數(shù) 的 讀 寫 、 顯 示 、 越 限 報(bào) 警 等 實(shí) 現(xiàn) 了 一 個(gè)完 整 的 工 業(yè) 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 。關(guān) 鍵 字 ： C8051F350， ADM2582， 組 態(tài) 王 ， Modbus 協(xié) 議吉 林 化 工 學(xué) 院 信 息 與 控 制 工 程 學(xué) 院 專 業(yè) 綜 合 設(shè) 計(jì) 說 明 書 1 第 1 章 概 述計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 、 通 信 與 控 制 技 術(shù) 的 發(fā) 展 ， 導(dǎo) 致 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 的 深 刻 變 革 ?！?． 指 導(dǎo) 教 師 評(píng) 語 及 學(xué) 生 成 績指 導(dǎo) 教 師 評(píng) 語 :年 月 日成 績 指 導(dǎo) 教 師 (簽 字 ):吉 林 化 工 學(xué) 院 信 息 與 控 制 工 程 學(xué) 院 專 業(yè) 綜 合 設(shè) 計(jì) 說 明 書 III 目 錄專 業(yè) 綜 合 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 I摘 要 III第 1 章 概 述 1第 2 章 方 案 選 取 2 通 信 方 式 選 擇 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 ADM2852 的 選 擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2第 3 章 硬 件 電 路 設(shè) 計(jì) 3 RS484 通 信 電 路 圖 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 單 片 機(jī) 最 小 系 統(tǒng) ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 供 電 電 源 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4第 4 章 核 心 元 器 件 的 介 紹 6 C8051F350 微 控 制 器 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 24 或 16 位 模 /數(shù) 轉(zhuǎn) 換 器 (ADC0) ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 端 口 輸 入 /輸 出 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 電 壓 基 準(zhǔn) 選 擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 定 時(shí) 器 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7第 5 章 系 統(tǒng) 電 源 9第 6 章 結(jié) 論 10參 考 文 獻(xiàn) 11附 錄 1 電 路 原 理 圖 12附 錄 2 程 序 13基 于 Modbus 協(xié) 議 的 數(shù) 據(jù) 采 集 系 統(tǒng) IV 摘 要此 次 專 業(yè) 綜 合 設(shè) 計(jì) 采 用 C8051F350 單 片 機(jī) 、 ADM2582 隔 離 型 RS485 收 發(fā) 器 ， HT7133 穩(wěn) 壓芯 片 、 集 成 RS485 轉(zhuǎn) RS232 轉(zhuǎn) 換 器 構(gòu) 成 的 系 統(tǒng) ， C8051F350 單 片 機(jī) 作 為 下 位 機(jī) ， 應(yīng) 用 組 態(tài) 王 軟 件 編 制 的 上 位 機(jī) 監(jiān) 控 程 序 ， 應(yīng) 用 單 片 機(jī) 內(nèi) 部 集 成 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 完 成 對(duì) 實(shí) 時(shí) 電 壓 模 擬 量 的 采 集 和 處理 ， 而 組 態(tài) 王 用 于 對(duì) 下 位 機(jī) 參 數(shù) 讀 寫 、 顯 示 、 報(bào) 警 等 ， 從 而 實(shí) 現(xiàn) 了 一 套 完 整 可 靠 的 電 壓 采 集 監(jiān) 控系 統(tǒng) 。 系 統(tǒng) 具 有 以 下 基 本 功 能 ：1． 利 用 C8051F350 片 上 系 統(tǒng) 的 24 位 AD 轉(zhuǎn) 換 模 塊 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 外 部 數(shù) 據(jù) 的 采 集 ；2． 使 用 Modbus 通 訊 協(xié) 議 實(shí) 現(xiàn) 單 片 機(jī) 與 上 位 機(jī) 的 通 訊 ；3. 通 過 組 態(tài) 王 軟 件 實(shí) 現(xiàn) 數(shù) 據(jù) 的 實(shí) 時(shí) 顯 示 。 作 者 簽 名 : 二 〇 一 〇 年 九 月 二 十 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 使 用 授 權(quán) 聲 明本 人 完 全 了 解 濱 州 學(xué) 院 關(guān) 于 收 集 、 保 存 、 使 用 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 的 規(guī) 定 。吉 林 化 工 學(xué) 院 信 控 學(xué) 院 專 業(yè) 綜 合 設(shè) 計(jì) 說 明 書基 于 Modbus 協(xié) 議 的 數(shù) 據(jù) 采 集 系 統(tǒng)吉 林 化 工 學(xué) 院Jilin Institute of Chemical Technology吉 林 化 工 學(xué) 院 信 息 與 控 制 工 程 學(xué) 院 專 業(yè) 綜 合 設(shè) 計(jì) 說 明 書 I 獨(dú) 創(chuàng) 聲 明本 人 鄭 重 聲 明 ： 所 呈 交 的 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )， 是 本 人 在 指 導(dǎo) 老 師 的 指 導(dǎo) 下 ， 獨(dú) 立進(jìn) 行 研 究 工 作 所 取 得 的 成 果 ， 成 果 不 存 在 知 識(shí) 產(chǎn) 權(quán) 爭(zhēng) 議 。本 聲 明 的 法 律 后 果 由 本 人 承 擔(dān) 。三 ． 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 及 要 求設(shè) 計(jì) 并 實(shí) 現(xiàn) 基 于 Modbus 協(xié) 議 的 數(shù) 據(jù) 采 集 系 統(tǒng) 。 ～第 三 周1. 整 機(jī) 調(diào) 試 ；2. 撰 寫 綜 合 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 ；3. 答 辯 。該 系 統(tǒng) 具 有 使 用 方 便 、 測(cè) 量 精 確 、 穩(wěn) 定 性 高 、 可 性 強(qiáng) 等 優(yōu) 點(diǎn) ， 可 以 在 很 多 領(lǐng) 域 應(yīng) 用 ， 如 溫度 、 液 位 、 壓 力 等 物 理 量 的 采 集 和 監(jiān) 控 。 隨 著 現(xiàn) 代 工 業(yè) 的 發(fā) 展 ， 對(duì) 工 業(yè) 設(shè) 備 的 控 制 逐 步 從 單 一 獨(dú) 立 系 統(tǒng) 向 集 散 控 制 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 發(fā) 展 ，因 此 ， 我 們 設(shè) 計(jì) 了 基 于 Modbus 協(xié) 議 實(shí) 現(xiàn) 下 位 機(jī) 對(duì) 電 壓 信 號(hào) 的 采 集 和 組 態(tài) 王 通 信 的 智 能 工 業(yè) 控 制 器監(jiān) 控 系 統(tǒng) ， 它 的 數(shù) 據(jù) 通 信 系 統(tǒng) 由 數(shù) 據(jù) 的 發(fā) 送 設(shè) 備 、 接 收 設(shè) 備 、 作 為 傳 輸 介 質(zhì) 的 總 線 、 通 信 協(xié) 議組 成 ?；?于 Modbus 協(xié) 議 的 數(shù) 據(jù) 采 集 系 統(tǒng) 2 第 2 章 方 案 選 取 通 信 方 式 選 擇用 通 信 方 式 來 看 ， 有 兩 種 總 線 方 式 即 ： RS232 總 線 和 RS485 總 線 。 接 收 器 典 型 的 正 工 作 電 平 再 +3～ +12V， 負(fù) 電平 在 3～ 12V。 而 在 采 用 四 線 連 接 時(shí) ， 只 能 實(shí) 現(xiàn) 點(diǎn) 對(duì) 多 的 通 信 ， 也 就是 只 有 一 個(gè) 主 設(shè) 備 ， 其 他 全 為 從 設(shè) 備 。所 以 基 于 RS485 的 優(yōu) 點(diǎn) ， 本 設(shè) 計(jì) 也 采 用 方 案 二 作 為 通 信 方 式 。ADM2582 是 高 集 成 度 數(shù) 據(jù) 收 發(fā) 器 ， 支 持 177。吉 林 化 工 學(xué) 院 信 息 與 控 制 工 程 學(xué) 院 專 業(yè) 綜 合 設(shè) 計(jì) 說 明 書 3 第 3 章 硬 件 電 路 設(shè) 計(jì)在 設(shè) 計(jì) 方 案 選 定 好 之 后 ， 需 要 對(duì) 整 個(gè) 系 統(tǒng) 的 實(shí) 現(xiàn) 過 程 有 個(gè) 具 體 的 思 考 分 析 ， 并 拿 出 一 個(gè) 具體 的 系 統(tǒng) 實(shí) 現(xiàn) 方 案 框 圖 ， 將 整 個(gè) 實(shí) 現(xiàn) 過 程 模 塊 化 ， 便 于 硬 件 電 路 的 設(shè) 計(jì) 和 分 工 焊 接 ， 便 于 硬 件 的檢 錯(cuò) 和 硬 件 的 調(diào) 試 。RS485 總 線 ， 在 要 求 通 信 距 離 為 幾 十 米 到 上 千 米 時(shí) ， 廣 泛 采 用 RS485 串 行 總 線 標(biāo) 準(zhǔn) 。 RS485 用 于 多 點(diǎn) 互 連 時(shí)非 常 方 便 ， 可 以 省 掉 許 多 信 號(hào) 線 。 平 衡 雙 絞 線 的 長 度 與 傳 輸 速 率 成 反 比 ， 在 100Kbps 速 率 以下 ， 才 可 能 使 用 規(guī) 定 最 長 的 電 纜 長 度 。 在 沒 有 強(qiáng) 干擾 的 影 響 時(shí) ， 信 號(hào) 傳 輸 的 終 端 也 可 以 不 加 抗 共 模 干 擾 的 電 阻 。GNX9IOUYZB/39。 片 內(nèi) Silicon Labs 二 線 （ C2） 開 發(fā) 接 口 允 許 使 用 安 裝 在 最 終 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 上 的 產(chǎn) 品 MCU 進(jìn) 行 非 侵入 式 （ 不 占 用 片 內(nèi) 資 源 ） 、 全 速 、 在 系 統(tǒng) 調(diào) 試 。每 種 器 件 都 可 在 工 業(yè) 溫 度 范 圍 （ 45℃ 到 +85℃ ） 內(nèi) 用 的 電 壓 工 作 。兩個(gè)獨(dú)立的抽取濾波器可被編程到1KHz的樣率?？梢允褂脙?nèi)部輸入緩沖器為直接連接的變送器供高輸入阻抗。每個(gè)端口引腳都可以被配置為模擬輸入或數(shù)字I/O引腳?？赏ㄟ^設(shè)置交叉開關(guān)控制寄存器將片內(nèi)的計(jì)數(shù)器/定時(shí)器、串行總線、硬件中斷或其它數(shù)字信號(hào)配置為出現(xiàn)在端口I/O引腳。 內(nèi) 部 電 壓 基 準(zhǔn) 電 路 包 含 一 個(gè) 、 溫 度 性 能 穩(wěn) 定 的 帶 隙 電 壓 基 準(zhǔn) 發(fā) 生 器 和 一 個(gè) 兩 倍 增 益 的輸 出 緩 沖 放 大 器 ， 產(chǎn) 生 的 電 壓 基 準(zhǔn) 。 REF0CN 中 的 BIASE 位 也 可以 用 于 在 內(nèi) 部 振 蕩 器 未 被 使 能 使 能 的 情 況 下 來 使 能 內(nèi) 部 振 蕩 器 的 偏 壓 發(fā) 生 器 。 定 時(shí) 器C805