【正文】 AIN1 = Data_buf[7]*4+Data_buf[8]。 AIN2 = Data_buf[9]*4+Data_buf[10]。 (Data_buf[14] == 0x55))//若滿足通信協(xié)議 { LED2=~LED2。 } Rnum=0。 } } if(Rflag == 1) { delay_ms(13)。 //結(jié)束字節(jié) RS485_Send_Flag=1。 // 繼電器輸出 if(JiDian1==0) JiDian1 = 1。 send[3]=DAC1/0xff。 //起始字節(jié) /*DAC輸出控制，由于DAC輸出數(shù)據(jù)為10位，而一字節(jié)只有8位，為此DAC輸出的高八位與低2位分開存放，從機接收時再去相應(yīng)位去取出還原*/ DAC1+=20。 RS485_Rcv_Mode()。 //系統(tǒng)初始化 PS=1。 //繼電器開 uint AIN1=55, AIN2=66, AIN3=77, DAC1=128, DAC2=255。判斷準備發(fā)送按鍵是否按下，再發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)發(fā)送后判斷總線是否為準備接收狀態(tài)，最后接收數(shù)據(jù)。只有總線為發(fā)送狀態(tài)時主機才向從機發(fā)送數(shù)據(jù)，因此從機發(fā)送過來的數(shù)據(jù)應(yīng)先存放在臨時數(shù)據(jù)存放區(qū)，判斷RS485總線為發(fā)送狀態(tài)時才送到從機進行數(shù)據(jù)處理。主機一邊偵察從機是否有數(shù)據(jù)發(fā)送過來，一邊向從機發(fā)送控制命令。 // send[5]存放DAC2高8位 send[6]=DAC2%0xff。由于DAC輸出數(shù)據(jù)為10位，而一字節(jié)只有8位，為此DAC輸出的高八位與低2位分開存放，從機接收時再去相應(yīng)位去取出還原。當從機數(shù)量大于256臺時，可考慮用幾個字節(jié)作為地址位（雖然RS485通信允許的最大從機數(shù)為32臺，但使用特殊的RS485收發(fā)器芯片可突破此限制，比如，本設(shè)計采用的MAX485芯片，最大從機數(shù)可達到256臺）。（4）發(fā)送數(shù)據(jù)幀：模塊將測得的數(shù)據(jù)發(fā)送給主機，3~7字節(jié)是發(fā)送當前該模塊的輸出值，以供主機讀取。 本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸有以下特點： （1） AD采樣部分，采用10位ADC，DA輸出部分，采用10位DAC。由主機判斷從機是否按下發(fā)送準備好按鍵，從機發(fā)送準備好信號后，主機要求這些從機提交其相對應(yīng)設(shè)備的狀態(tài)信息。本章從軟件的角度論述遠程采集與控制器系統(tǒng)的實現(xiàn)，論述的內(nèi)容包括軟件系統(tǒng)的通信協(xié)議、整體設(shè)計與實現(xiàn)、系統(tǒng)的初始化、RS485總線程序、繼電器控制程序、DA輸出控制程序、AD采集程序的設(shè)計。AD轉(zhuǎn)換電路同樣用到了LM358雙運算放大器，兩組信號分別送入U8處理，剩下的一組送入U9處理，最后經(jīng)過電阻的分壓把輸出電壓降為原電壓的一半，在送入單片機處理。由于系統(tǒng)要求能提供最大10V的輸出反饋,而單片機最大只能輸出5V電壓，因此穩(wěn)壓電路中用到LM358運放。在單片TLC561工作時, 只需要向16位移位寄存器按先后輸入10位有效位和低2位填充位, 2位填充位數(shù)據(jù)任意,這是第一種方式,即12位數(shù)據(jù)序列。接著,CS 的上升將16 位移位寄存器的10 位有效數(shù)據(jù)鎖存于10 位DAC 寄存器, 供DAC 電路進行轉(zhuǎn)換。 TLC5615的時序TLC5615 工作時序如圖3. 11所示。? REFIN ,基準電壓輸入端。? SCLK ,串行時鐘輸入端。其主要特點如下：? 單5V 電源工作；? 3線串行接口；? 高阻抗基準輸入端；? DAC 輸出的最大電壓為2倍基準輸入電壓；? 上電時內(nèi)部自動復(fù)位；? 微功耗， ；? 轉(zhuǎn)換速率快， ；小型(D) 封裝TL C5615CD 和塑料DIP(P) 封裝TLC5615CP的工作溫度范圍均為0℃~70℃；而小型(D)封裝TL C5615ID和塑料DIP(P) 封裝TLC5615IP的工作溫度在40 ℃~85℃的范圍內(nèi)。當JiDian1腳（單片機上的P24腳）為低電平時二極管導(dǎo)通發(fā)光，接著三極管導(dǎo)通，這是7腳輸出高電平，致使T1導(dǎo)通，此后開關(guān)K1合上并且指示燈亮，從而控制AD/DA電路的數(shù)據(jù)采集與反饋工作。 繼電器控制電路系統(tǒng)中主機從機數(shù)據(jù)采集的控制是通過2路繼電器控制電路實現(xiàn)的，繼電器控制電路在本系統(tǒng)中起著“開關(guān)”作用：主機信號通過主機部分的485總線傳輸給從機，從機根據(jù)接收到的主機信號進行數(shù)據(jù)采集和反饋工作。5腳為接地端。具有10Mbps的高速性能，因而在傳輸速度上完全能夠滿足隔離總線的要求。具有溫度、電流和電壓補償功能，高的輸入輸出隔離，LSTTL/TTL兼容，高速(典型為10MBd)，5mA的極小輸入電流。 MAX485收發(fā)器邏輯功能表收發(fā)器發(fā)送邏輯功能收發(fā)器接收邏輯功能輸入輸出輸入輸出DEDIABDEABRO1111000≥+11100100≤010X高阻高阻00輸入開路110X高阻從信號通路來說，AD變換之前是模擬電路，之后是數(shù)字電路。本系統(tǒng)選用的是120Ω的電阻。該芯片采用單一電源+5V工作，額定電流為300uA，采用半雙工通訊方式。此直流電壓經(jīng)過的穩(wěn)壓和C9的濾波便在穩(wěn)壓電源的輸出端產(chǎn)生了精度高、穩(wěn)定度好的直流輸出電壓，為單片機的正常工作提供可靠的保證。圖34所示電路為輸出電壓+5V的穩(wěn)壓電源，圖中CC10用來實現(xiàn)頻率補償,防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激震蕩和抑制電路引入的高頻干擾。圖 電源模塊電路該電源電路的設(shè)計應(yīng)用到了，是一個三端正5V穩(wěn)壓器(1A)，三端穩(wěn)壓器是一種標準化、系列化的通用線性穩(wěn)壓電源集成電路，以其體積小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用簡捷方便等特點，成為目前穩(wěn)壓電源中應(yīng)用最為廣泛的一種單片式集成穩(wěn)壓器件。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。 共 8 路電壓輸入型 A/D，可做溫度檢測、電池電壓檢測、按鍵掃描、頻譜檢測等。 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。15．通用異步串行口（UART）。常溫下內(nèi)部R/C振蕩器頻率為：~，可選擇使用內(nèi)部時鐘，但因為有溫漂，應(yīng)認為是5MHz~。9．看門狗。5．片上集成512字節(jié)RAM。其主要性能特點如下：1．增強型1T流水線/精簡指令集結(jié)構(gòu)8051CPU。將編譯好的程序通過下載接口燒錄到單片機后，而單片機連接外部各個器件，統(tǒng)一處理接收到的數(shù)據(jù)和傳送指令到各個器件以便執(zhí)行相關(guān)程序。 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。 本章小結(jié) 本章圍繞RS485標準、通信規(guī)約、應(yīng)用要點幾個方面，詳細介紹RS485協(xié)議規(guī)范。 RS485 應(yīng)用要點1 合理選用芯片合理地選擇一個高效、合適的RS485 收發(fā)器型號，可以有效減少電路設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)維護等后續(xù)階段的工作量。命令碼：執(zhí)行操作的依據(jù)。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)。主設(shè)備應(yīng)用程序得到異議響應(yīng)后，典型的處理過程是重發(fā)消息，或者診斷發(fā)自從設(shè)備的消息并報告給操作員。對正常響應(yīng)，從設(shè)備僅響應(yīng)相應(yīng)的功能代碼。這將導(dǎo)致一個錯誤，因為在最后的CRC 域的值不可能是正確的。一個新的消息可在此停頓后開始?？梢允褂玫膫鬏斪址鞘M制的0...9,A...F。這種方式的主要優(yōu)點是：在同樣的波特率下，可比ASCII 方式傳送更多的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)段包括了從設(shè)備收集的資料：象寄存器值或狀態(tài)。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。關(guān)于詳細的ModBus 協(xié)議，用戶可以從ModBusIDA 協(xié)會 () 網(wǎng)站下載具體的內(nèi)容。但是，這些設(shè)備采用的用戶層協(xié)議(術(shù)語參考自O(shè)SI 的7 層結(jié)構(gòu))都不相同；這些設(shè)備之間并不可以直接連接通訊。但是基于在RS485 總線上任一時刻只能存在一個主機的特點，它往往應(yīng)用在集中控制樞紐與分散控制單元之間[17]。RS485 標準通常被用作為一種相對經(jīng)濟、具有相當高噪聲抑制、相對高的傳輸速率、傳輸距離遠、寬共模范圍的通信平臺。如果采用光電隔離方式，則通訊速率一般還會受到光電隔離器件響應(yīng)速度的限制。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，只有在20kbps 速率以下，才可能使用規(guī)定最長的電纜長度。 6V最小差動輸出177。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。在RS485 器件中，一般還有一個“使能”控制信號。RS485 標準只規(guī)定了平衡發(fā)送器和接收器的電特性，而沒有規(guī)定接插件、傳輸電纜和應(yīng)用層通信協(xié)議。RS422/485標準與RS232 標準不一樣，數(shù)據(jù)信號采用差分傳輸方式（Differential Driver Mode），也稱作平衡傳輸。RS232 采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。15V10V～+10V7V～+12V接收器輸入門限177。177。但由于PC 上的串行數(shù)據(jù)通訊是通過UART 芯片(較老版本的PC 采用I8250 芯片或Z8530 芯片)來處理的，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。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。 RS232/422/485 標準RS23RS422 與RS485 最初都是由電子工業(yè)協(xié)會（EIA）制訂并發(fā)布的。在工業(yè)控制、電力通訊、智能儀表等領(lǐng)域中，也常常使用簡便易用的串行通訊方式作為數(shù)據(jù)交換的手段。 第三章：系統(tǒng)的硬件設(shè)計，其中包括：單片機應(yīng)用電路、AD采集電路、DA電路、RS485接口電路、繼電器控制電路的設(shè)計。如此循環(huán)，達到主機對從機的控制功能。從機部分需要完成的功能是負責采集相關(guān)信息傳回給主機，并等待主機的控制命令。綜合以上兩個方案，本系統(tǒng)最終選擇RS485為系統(tǒng)的通信總線，這符合本系統(tǒng)的點對多點的非平衡通訊模式和遠距離傳輸模式。現(xiàn)在由于采用新的UART 芯片16C550 等，；接口使用一根信號線和一根信號返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式， 這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱；傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50 米，實際上也只能用在15米左右。 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。 方案（二）： 以PC機為控制核心，由上位機來統(tǒng)一控制信息的采集，優(yōu)點是可以實現(xiàn)豐富的控制功能。對于以上方案，應(yīng)該說是各有優(yōu)勢，并不能對比否決某種技術(shù)方案，論文方案的選擇也僅僅是特定條件下的技術(shù)應(yīng)用，以下對上述幾種方案進行分析。 設(shè)計方案論證 論文設(shè)計的是一個通用、開放的系統(tǒng)方案，設(shè)計充分考慮實際應(yīng)用和對現(xiàn)有設(shè)備的兼容性，設(shè)計的的采集模塊可以完成溫度、濕度、壓力、流量、位移、電壓、電流等模擬量的采集。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。在目前國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)和現(xiàn)狀的情況下，參照了歐洲類似的行業(yè)標準(ModBus)，制訂了遠程數(shù)據(jù)采集的一些要求和規(guī)范，該標準規(guī)定了計量儀表數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕驹瓌t、接口形式及物理性能、數(shù)據(jù)鏈路、數(shù)據(jù)標識及數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)表達格式的要求，對技術(shù)的采用并沒有提出太多限制[16]。國外應(yīng)用比較先進，普遍的主要數(shù)據(jù)采集技術(shù)有電力線載波系統(tǒng)、手持或車載式無線遙讀遙控方式、電話線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、GSM(GPRS)無線數(shù)據(jù)采集等[14，15]，但國外此行業(yè)的許多技術(shù)和運行方式在國內(nèi)并不適用。其在工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和控制等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[13]。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]。20世紀90年代至今，由于集成電路制造技術(shù)的不斷提高，出現(xiàn)了高性能、高可靠性的單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)DAS。在很多行業(yè)都有較廣應(yīng)用。本文設(shè)計的目的是實現(xiàn)基于RS485總線上的數(shù)據(jù)通信與遠程控制的系統(tǒng)，利用單片機對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行控制。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。遠程數(shù)據(jù)采集技術(shù)，廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)和民用生活，特別是智能化小區(qū)水、電、氣、暖的抄表監(jiān)控以及工業(yè)測量儀表的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控等方面的應(yīng)用非常普遍。還有一些管理分散，數(shù)據(jù)采集量大的工作條件下，人到現(xiàn)場去采集數(shù)據(jù)就變得繁重而繁瑣了，這時，遠程數(shù)據(jù)采集就是一種非常簡單而且有效的方法[1]。其任務(wù)是對生產(chǎn)現(xiàn)場各種參數(shù)進行采集，然后送入計算機，根據(jù)不同的需要由計算機進行相應(yīng)的計算和處理，得到所需的數(shù)據(jù)。programprogram,control,initialization,designdesignschemes 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