【正文】 如果有些用戶的 Vcc 不固定，如電池供電，電池電壓在 之間漂移，則 Vcc 不固定，就需要在 8 路 A/D 轉(zhuǎn)換的一個通道外接一個穩(wěn)定的參考電壓源，來計算出此時 的工作電壓 Vcc，再計算出其他幾路 A/D 轉(zhuǎn)換通道的電壓。 圖 STC12C5410AD 單片機封裝 STC12C5410AD 單片機中包含中央處理器、程序存儲器（ Flash）、數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）、 EEPROM、定時 /計數(shù)器、 I/O 接口、 UART 接口和中斷系統(tǒng)、SPI 接口、高速 A/D 轉(zhuǎn)換模塊、 PWM（或捕捉 /比較單元）以及硬件看門狗、電源監(jiān)控、片內(nèi) RC 振蕩器等模塊。 11．時鐘源：外部高精度晶體 /時鐘，內(nèi)部 R/C 振蕩器 用戶在下載用戶程序時，可選擇是使用內(nèi)部 R/C 振蕩器還是外部晶體 /時鐘 常溫下內(nèi)部 R/C 振蕩器 頻率為： ~ 精度不高時，可選擇使用內(nèi)部時鐘，但因為有溫漂，應(yīng)認為是 5MHz~。 3．工作頻率范圍： 0~35MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0~420MHz。它即協(xié)調(diào)整機工作，又是數(shù)據(jù)處理器，是軟硬件系統(tǒng)連接的橋梁。例如， RS485 網(wǎng)絡(luò)通常采用雙絞線或屏蔽雙絞線作為傳輸介質(zhì)，其特性阻抗為120Ω，因此， RS485 總線上的兩個端點也應(yīng)各安裝 1 個 120Ω的終端 匹配電阻。 幀起始符 （ 68H） 地址域 （ A0~A5） 幀起始符 （ 68H） 命令 碼 （ C） 數(shù)據(jù)長度 （ L） 數(shù)據(jù)域（ DATA） 校驗碼 （ CS） 結(jié)束符 （ 16H） 地址域 A0～ A5：當(dāng)?shù)刂肺?999999999999H 時，為廣播地址，同時當(dāng)從控制器接收到一幀數(shù)據(jù)時，地址域相同時應(yīng)響應(yīng)命令，取得總線控制權(quán)，當(dāng)響應(yīng)命令之后，應(yīng)把總線控制權(quán)歸還給主控器。對異議響應(yīng)，它返回： 1 0 0 0 0 0 1 1 （十六進制 83H） 除功能代碼因異議錯誤作了修改外，從設(shè)備將一獨特的代碼放到響應(yīng)消息的數(shù)據(jù)域中，這能告訴主設(shè)備發(fā)生了什么錯誤。同樣地，如果一個新消息在小于 個字符時間內(nèi)開始，接收的設(shè)備將認為它是前一消息的延續(xù)。傳輸?shù)牡谝粋€域是設(shè)備地址。 響應(yīng)： 如果從設(shè)備產(chǎn)生一正常的響應(yīng)，在響應(yīng)消息中的功能代碼是在查詢消息中的功能代碼的響應(yīng)。 ModBus 協(xié)議 (RTU 模式 ) 以下資料摘錄于 Modbus 協(xié)議 (RTU 模式 )的一部分，介紹了 Modbus RTU 協(xié)議的基本構(gòu)成、主要特點、參數(shù)規(guī)定；便于我們理解一個通訊協(xié)議的基本模式與要求 [18] 。目前，在我國應(yīng)用的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)中， RS485半雙工異步通信總線也是被各個研發(fā)機構(gòu)廣泛使用的數(shù)據(jù)通信總線。 注意：并不是所有的 RS485 收發(fā)器都能夠支持高達 10Mbps 的通訊速率。 TIA/EIA485 串行 通訊標準的性能如表格 所示： 南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁 共 59 頁 表 TIA/EIA485 通訊方式的性能參數(shù) 規(guī)格 TIA/EIA485 傳輸模式 平衡 電纜長度＠ 90Kbps 4000 ft（ 1200m） 電纜長度＠ 10Mbps 50 ft（ 15m） 數(shù)據(jù)傳輸速度 10 Mbps 最大差動輸出 177。另有一個信號地 C。 RS422/485 標準 RS422/485 標準的全稱為 TIA/EIA422B 和 TIA/EIA485 串行通訊標準。6V 發(fā)送器負載阻抗 (Ω) 3K～ 7K 100 54 擺率 (最大值 ) 30V/μs N/A N/A 接收器輸入電 壓范圍 177。 RS23 RS422 與 RS485 標準只對接口的電氣特性做出規(guī)定，而不涉及接插件、電纜或協(xié)議，在此基礎(chǔ)上用戶可以建立自己的高層通信協(xié)議。本章將詳細介紹 485 標準、通訊規(guī)約、應(yīng)用要點。 第二章：介紹 RS485 通信協(xié)議，主要分 3 個方面進行介紹： RS485 標準、RS485 通訊協(xié)議、 RS485 應(yīng)用要點。根據(jù)系統(tǒng)的要求，主機部分需要完成的功能是讀取并顯示從機采集回來的實時數(shù)據(jù)信息 ，并且對從機的外設(shè)進行控制。缺點是：接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與 TTL 電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與 TTL 電路連接；傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為 20Kbps。缺點是只能采用貼片的封裝，但是由于工藝的原因，需要花費大量的時間在硬件電路的制作上。 工作安排流程圖如下： 南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 4 頁 共 59 頁 圖 工作安排流程圖 系統(tǒng)分析 任務(wù)要求 （ 1）研究 RS485 總線技術(shù)的運用，即如何進行通信協(xié)議的設(shè)計； （ 2） 采集 3 路節(jié)點信號； （ 3） 反饋 2 路模擬控制量（最大輸出電壓能達到 10V）； （ 4） 2 路繼電器遠程控制。遠程數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品市場廣闊 ,發(fā)展?jié)摿艽?,到現(xiàn)在各種產(chǎn)品種類繁多 ,形式復(fù)雜 ,缺少一個統(tǒng)一的規(guī)范?？煽啃圆粩嗵岣?，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)物理層通信 ,由于采用 RS48雙絞線、電力載波、無線和光纖，所以其技術(shù)得到了不斷發(fā) 展和完善。 軟件功能則更豐富，根據(jù)用戶需要 ,可編制控制和服務(wù)程序 ,如操作指導(dǎo)、統(tǒng)計分析等、實現(xiàn)實時或即時打印或通信 [9]。 南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 2 頁 共 59 頁 論文的目標是設(shè)計一個當(dāng)前在國內(nèi)的實際狀況下通用、開放的系統(tǒng)，因此采用了通用的標準去設(shè)計方案。而隨著科學(xué)技術(shù)的進步，數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)越來越趨向數(shù)字化、智能化、遠距離方向發(fā)展。 data acquisition and control南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） iii 目 錄 1 緒 論 .................................................................................................................... 1 研究的背景與意義 .......................................................................................... 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .............................................................................................. 2 本文主要工作內(nèi)容 .......................................................................................... 3 系統(tǒng)分析 .......................................................................................................... 4 任務(wù)要求 ................................................................................................. 4 設(shè)計方案論證 ........................................................................................ 4 總體設(shè)計 ................................................................................................ 6 本文章節(jié)安排 .................................................................................................. 7 RS232/422/485 標準 ...................................................................................... 8 RS232 標準 .......................................................................................... 9 RS422/485 標準 ................................................................................... 9 RS485 通訊協(xié)議 .......................................................................................... 12 ModBus 協(xié)議 (RTU 模式 ) .................................................................. 12 多功能電能表通訊規(guī)約 (DL/T6451997) ........................................... 15 RS485 應(yīng)用要點 .......................................................................................... 16 本章小結(jié) ........................................................................................................ 16 3 基于 RS485 通信遠程采集與控制器的硬件設(shè)計 ................................................. 17 硬件系統(tǒng)總體設(shè)計 ........................................................................................ 17 單片機應(yīng)用電路 ............................................................................................ 18 電源模塊電路 ................................................................................................ 20 主從機 RS485 接口電路設(shè)計 ....................................................................... 21 繼電器控制電路 ............................................................................................ 24 2 路 DA 轉(zhuǎn)換電路 .......................................................................................... 25 TLC5615 簡介 ...................................................................................... 25 TLC5615 功能框圖 .............................................................................. 25 南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） iv TLC5615 引腳功能 .............................................................................. 26 TLC5615 推薦工作條件 ...................................................................... 26 TLC5615 的時序 .................................................................................. 27 TLC5615 的兩種工作方式 .................................................................. 27 DA 電路 ................................................................................................ 28 3 路 AD 轉(zhuǎn)換電路 .......