【正文】 工業(yè)協(xié)會（ TIA）修訂后命名為 TIA/EIA485A，習(xí)慣地稱之為 RS485 標準。 V 發(fā)送器負載（歐姆） 60Ω 最大發(fā)送器數(shù)量 32 單位負載 最大接收器數(shù)量 32 單位負載 RS485 標準的最大傳輸距離約為 1219 米，最大傳輸速率為 10Mbps。由于RS485 標準是基于 PC 的 UART 芯片上的處理方式，因此，其通訊協(xié)議也規(guī)定了串行數(shù)據(jù)單元的格式（ 8N1 格式）： 1 位邏輯 0 的起始位， 6/7/8 位數(shù)據(jù)位，1 位可選擇的奇 (ODD)/偶 (EVEN)校驗位， 1/2 位邏輯 1 的停止位。錯誤檢測域允許主設(shè)備確認消息內(nèi)容是否可用。當(dāng) Modbus 協(xié)議用于更高水平的網(wǎng)絡(luò)，廣播可能不允許或以其它方式代替。 前導(dǎo)字節(jié)：在發(fā)送信息之前，發(fā)送 1 個或多個字節(jié) FEH，以喚醒接收方。 AD 電路負責(zé) 3 路節(jié)點信號的采集工作， DA 電路負責(zé) 2路模擬控制量的反饋工作。 14． ADC， 10 位精度 ADC，共 8 路。如 7805 的輸出電壓是 5V，但實際電壓可能是 到 ，用 戶需要精度要求比較高的話，可在出廠時將實際測出的工作電壓值記錄在單片機內(nèi)部的 EEPROM 里面，以供計算。 10．內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路（外部晶振 20M 以下時，可省外部復(fù)位電路）。 在該系統(tǒng)中，單片機是整個系統(tǒng)的核心，整個系統(tǒng)運行的控制由單片機進行處理。 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 P 1 起始位 0 8位數(shù)據(jù) D0～ D7 偶校驗位 停止位 1 傳送方向從低到高位，一個起始位、一個停止位、一個偶校驗位、 8 位數(shù)據(jù)位，總共 11位。如果在 幀完成之前有超過 個字符時間的停頓，接收設(shè)備將刷新不完整的消息并假定下一字節(jié)是一個新消息的地址域。錯誤檢測域為從設(shè)備提供了一種驗證消息內(nèi)容是否正確的方法。 在過去的 20 年時間里，建議性標準 RS485 作為一種多點差分數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾姎庖?guī)范，被應(yīng)用在許多不同的領(lǐng)域，作為數(shù)據(jù)傳輸鏈路。 定義邏輯 1（正邏輯電平）為 B＞ A 的狀態(tài)，邏輯 0為 A＞ B 的狀態(tài)， A、 B 之間的壓差不小于 200mV。在此區(qū)域內(nèi)的信號處理將由通訊接口的 RS232 收發(fā)器決定。由于 EIA 提出的建議標準都是以 “RS” 作為前綴，所以 在通訊工業(yè)領(lǐng)域，仍然習(xí)慣將上述標準以 RS 作前綴稱謂。然后根據(jù)本文任務(wù)要求對系統(tǒng)方案進行論證。非常適合點對點的通訊。程序設(shè)計為硬件服務(wù)，說明時畫出流程圖，以增強程序可讀性。串行總線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)向分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和智能化方向發(fā)展。由于形式復(fù)雜和多樣，問題和實用性也比較多，許多技術(shù)目的單一，并不成系統(tǒng)。 remote munications。 第 15 周 撰寫論文。AD/DA 采集電路的設(shè)計以及 如何實現(xiàn)單片機與計算機之間的數(shù)據(jù)通信，是整個系統(tǒng)能否結(jié)合成為一體工作的關(guān)鍵。 RS232 是最早的串行接口標準，在短距離、較低波特率串行通信中得到了廣泛應(yīng)用。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽 服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。 二、 論文基本要求 ； ，例： RS23 RS48 CANBUS 等，及各自優(yōu)缺點； RS485 關(guān)鍵通信協(xié)議； AD/DA 電路，以及控制電路的設(shè)計方法； keil 軟件進行單片機系統(tǒng)開發(fā)； C 語 言編寫相關(guān)驅(qū)動算法； 三、 寫作要求 3000 字以上本課題英文資料； ，做出實物并上交論文，論文格式參照國家相關(guān)標準和南華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計要求，并提供對應(yīng)的電子文檔； 15000 字， A4 紙打?。?WORD20xx 排版） 四、 時間要求 ① 20xx 年 12 月 24 日 — 20xx 年 1月 10日 理解設(shè)計要求，查閱相關(guān)資料； ② 20xx 年 2 月 12 日 — 20xx 年 4月 10日 根據(jù)所查閱的資料，完成部分論文初稿； ③ 20xx 年 4 月 11 日 — 20xx 年 5月 10日 完成畢業(yè)設(shè)計初稿； ④ 20xx 年 5 月 11 日 — 20xx 年 5月 30日 完成完整的畢業(yè)設(shè)計論文； ⑤ 20xx 年 5 月 31 日 — 20xx 年 6月 8日 準備畢業(yè)論文答辯。在硬件都設(shè)計好后，調(diào)試通過，這時要跟據(jù)整個系統(tǒng)編制出一定的通信協(xié)議，選擇最優(yōu)方案，實現(xiàn)主從機數(shù)據(jù)通信。 第 8 周 單片機接口電路設(shè)計。本文首先對涉及的 RS485 協(xié)議進行介紹， 其次會給出遠程數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計方案，硬件設(shè)計中包括 單片機應(yīng)用電路、電源穩(wěn)壓電路、AD 采集電路、 DA 電路、 RS485 接口電路、繼電器控制電路幾個部分的硬件 電路設(shè)計。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。 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]。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。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。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。本章將詳細介紹485 標準、通訊規(guī)約、應(yīng)用要點。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。另有一個信號地 C。 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。 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]。傳輸?shù)牡谝粋€域是設(shè)備地址。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)消息的南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁 共 59 頁 數(shù)據(jù)域中，這能告訴主設(shè)備發(fā)生了什么錯誤。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。 3．工作頻率范圍： 0~35MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0~420MHz。 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。 STC12C5410AD 帶 A/D 轉(zhuǎn)換的單片機在 P1 口，有 8 路 10 位高速 A/D 轉(zhuǎn)換器 , 速度可達 100KHz。 5．片上集成 512 字節(jié) RAM。其中 RS485 標準介紹了從 RS232 到 RS485 的演變由來及它們的區(qū)別，通信規(guī)約部分則介紹了多功能電能表通訊 規(guī)約 (DL/T6451997)和 ModBus 協(xié)議(RTU 模式 )，應(yīng)用要點則是從芯片選擇和終端電阻匹配兩方面進行介紹的。 從主設(shè)備發(fā)給從設(shè)備消息的數(shù)據(jù)域包含附加的信息：從設(shè)備必須用于進行執(zhí)行由功能代碼所定義的行為。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不斷偵測網(wǎng)絡(luò)總線，包括停頓間隔時間。 1． 查詢 — 響應(yīng)周期 ModBus 協(xié)議遵循 “ 查詢 — 響應(yīng) ” 模式，如圖 所示。 RS485 網(wǎng)絡(luò)采用直線拓樸結(jié)構(gòu)，需要安裝 2 個終端匹配電阻，其阻值要求等于傳輸電纜的特性阻抗（一般取值為 120Ω ）。 “ 使能 ” 信號用于控制發(fā)送發(fā)送器與傳輸線的切斷與連接，當(dāng) “ 使能 ” 端起作用時，發(fā)送發(fā)送器處于高阻狀態(tài)，稱作 “ 第三態(tài) ” ，它是有別于邏輯 “1” 與 “0” 的第三種狀態(tài)。3V 177。RS232在 1962 年發(fā)布，命名為 EIA232E，作為工業(yè)標準，以保證不同廠家產(chǎn)品之間的兼容。處于設(shè)計與使用的方便考慮 ,主機硬件電路跟從機硬件電路采用相同的電路 ,只是在軟件設(shè)計上加以區(qū)分。缺點是 PC 體積都較大，且成本很高。就目前國內(nèi)的遠程數(shù)據(jù)采集技術(shù)來說，大多是采用國外此行業(yè)類似技術(shù)和芯片，或采用一些成熟的數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，并根據(jù)國內(nèi)需求定制和發(fā)展，許多新技術(shù)不斷出現(xiàn)和嘗試，可以說這個行業(yè)正處于一個不斷發(fā)展并完善的階段。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)生了極大的變化。它結(jié)合了計算機、網(wǎng)絡(luò)通信和自動化管理等現(xiàn)代化技術(shù)，并不斷融合更多更新的通信技術(shù) [3， 4]。本設(shè)計的的采集模塊不局限某一單一用途，可以完成溫度、濕度、壓力、流量、位移、電壓、電流等模擬量的采集。 第 10 周 編程軟件學(xué)習(xí)。主從機機在實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信后，按照擬定的通信協(xié)議，提取有用數(shù)據(jù)信息，從而按照這個信息，進行相關(guān)操作，以達到 基于 RS485 總線上的數(shù)據(jù)通信與遠程控制的目的。 指導(dǎo)老師： 年 月 日 南華大學(xué)船山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 設(shè)計（論文）題目 基于 RS485 通信的遠程采集與控制器設(shè)計 設(shè)計（論文）題目來源 自選課題 設(shè)計（論文）題目類型 起止時間 ~ 一、 設(shè)計（論文）依據(jù)及研究意義： 近年來，大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，計算機技術(shù)不斷地推廣應(yīng)用，傳統(tǒng)的儀器儀表、數(shù)字測量技術(shù)在數(shù)據(jù)采集方面升華到一個全新的階段。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。串行通信是計算機與外部設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換的重要渠道，并且由于其成本低、性能穩(wěn)定、遵循統(tǒng)一的標準，因而在工程中被廣泛應(yīng)用。 三、設(shè)計（論文）的研究重點及難點： 數(shù)據(jù)采集是指將溫度、濕度、壓力、流量、位移、電壓、電流等模擬量采集、經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量 后，再由計算機進行存儲、處理、顯示的過程。 第 13 周 整個系統(tǒng)初步調(diào)試與分析。s activities, it39。遠程數(shù)據(jù)采集并沒有規(guī)定一個固有的模式，包括其內(nèi)容和形式都不斷發(fā)展和變化。 目前數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)成為一種專門的技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用更先進的模塊式結(jié)構(gòu) ,根據(jù)不同的應(yīng)用要求，通過簡單的增加和更改模塊，并結(jié)合系統(tǒng)編程，就可 擴展或修改系統(tǒng)，迅速地組成一個新的系統(tǒng) [11， 12]。其中硬件電路的說明應(yīng)分模塊功能不同詳細說明，對于其中用到的芯片，也要加以介紹。 2 通訊總線接口方案論證 系統(tǒng)的要求是一臺主機，多臺從機，這就需要將主機和所有的從機全部都要連到一根總線，以滿足主機讀取從機的信息要求，至于通信方式是全雙工還是半雙工沒關(guān)系，只要主機能讀取從機采集回來的信息即可，根據(jù)以上要求，設(shè)計了以下兩個方案。如此循環(huán)，達到主機對從機的控制功能。 RS422 是一種單機發(fā)送、多機接收的單向、平衡傳輸規(guī)范，被命名為 TIA/EIA422A 標準。 RS232 采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。在接收發(fā)送器的接收平衡線上，電平范圍通常在 200mV至 6V 之間。 RS485 標準通常被用作為一種相對經(jīng)濟、具有相當(dāng)高噪聲抑制、相對高的傳輸速率、傳輸距離遠、寬共模范圍的通信平臺。例如功能代碼 03 是要求從設(shè)備讀保持寄存器并返回它們的內(nèi)容。一個新的消息可在此停頓后開始。如果主設(shè)備寫一組從設(shè)備的寄存器（功能代碼 10 十六進制），數(shù)據(jù)域則指明了要寫的起始寄存器以及要寫的寄存器數(shù)量，數(shù)據(jù)域的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)，要寫入寄存器的數(shù)據(jù)。 硬件系統(tǒng)總體設(shè)計 系統(tǒng)硬件電路主要由單片機應(yīng)用電路、電源穩(wěn)壓電路、 AD 采集電路、 DA 電路、 RS485 接口電路、繼電器控制電路 組成。 8． EPROM 功能。需作為 A/D 使用的口需先將其設(shè)置為高阻輸入或開漏模式。 16． SPI 同步通信口，主模式 /從模式。 圖 硬件設(shè)計系統(tǒng)框圖 單片機 應(yīng)用電路 電源穩(wěn) 壓電路 RS485接口電路 2 組繼電器控制電路 2組 DA反饋電路 3