【正文】 AIN2 = Data_buf[9]*4+Data_buf[10]。 DAC2 = Data_buf[5]*4+Data_buf[6]。 AIN3 = Data_buf[11]*4+Data_buf[12]。 AIN1 = Data_buf[7]*4+Data_buf[8]。 /*判斷從機(jī)編號 if(Data_buf[1]==1) { DAC1 = Data_buf[3]*4+Data_buf[4]。amp。 Rflag = 0。i++) { Data_buf[i]=receive[i]。 for(i=0。 RS485_Send_Flag=0。 delay_ms(150)。 //起始字節(jié) // RS485發(fā)送數(shù)據(jù) send[12] = 0x55。 else JiDian1 = 0。 send[6]=DAC2%0xff。// send[3]存放DAC1高8位 send[4]=DAC1%0xff。 if(DAC2=1023)DAC2=1023。 DAC2+=40。 //地址 send[2] = 0xff。 while (1) { if(S3==0) { send[0] = 0xaa。 LED2=0。//PSH=1。 System_Init()。 i=0。 //存放從從機(jī)接收的數(shù)據(jù) uchar JiDian1=0,JiDian2=0。： 主機(jī)系統(tǒng)主程序流程圖主要的程序代碼如下：void main (){ uchar i。一開始RS485總線設(shè)置為接收模式，進(jìn)行系統(tǒng)初始化，設(shè)置串行中斷為高優(yōu)先級，然后進(jìn)入死循環(huán)。從機(jī)發(fā)過來的數(shù)據(jù)也是先放在臨時數(shù)據(jù)存放區(qū)，判斷滿足通信協(xié)議后才接收。只有S3按鍵按下，并且RS485總線為發(fā)送狀態(tài)時主機(jī)才向從機(jī)發(fā)送控制命令，因此整個數(shù)據(jù)發(fā)送階段分為了準(zhǔn)備發(fā)送階段和發(fā)送階段。每按下一次S3按鍵主機(jī)就像從機(jī)發(fā)送一次控制命令。 // 取Data_buf[5]作為DAC1的高8位，Data_buf[6] 作為DAC1的低2位 主程序流程 主機(jī)主程序流程主機(jī)端軟件主要是進(jìn)行通信接口部分和數(shù)據(jù)采集和控制部分的設(shè)計。 // send[6]存放DAC2低2位 從機(jī)接收數(shù)據(jù)程序語句如下： DAC1 = Data_buf[3]*4+Data_buf[4]。 // send[4]存放DAC1低2位 send[5]=DAC2/0xff。 主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)程序語句如下： send[3]=DAC1/0xff。從機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)幀中前2字節(jié)分別為起始字節(jié)，從機(jī)地址（即發(fā)送數(shù)據(jù)給哪臺從機(jī)）。在工作時，每一個設(shè)備都按規(guī)定設(shè)置好，一般不會改動，改動時重新設(shè)置開關(guān)即可得到，但要注意設(shè)置時應(yīng)該避免地址重復(fù)。由于只用了一個字節(jié)作為地址位，因此地址范圍為0~255。數(shù)據(jù)的詳細(xì)格式，： 基于RS485總線的遠(yuǎn)程采集與控制系統(tǒng)發(fā)送幀格式表 數(shù)據(jù)位置01234567功能起始字節(jié)固定0Xaa地址起始字節(jié)固定0X001路DA輸出值高2位1路DA輸出值低8位2路DA輸出值高2位2路DA輸出值低8位1路ADC測量值高2位數(shù)據(jù)位置89 10 11 12 13 14 15功能1路ADC測量值低8位2路ADC測量值高2位2路ADC測量值低8位3路ADC測量值高2位3路ADC測量值低8位1個或多個按鍵按下的鍵值結(jié)束字節(jié)固定0X55 起始字節(jié)定義為“0xaa”，結(jié)束字節(jié)定義為“0x55”當(dāng)起始字節(jié)跟結(jié)束字節(jié)有誤時，從機(jī)都收不到數(shù)據(jù)。： 基于RS485總線的遠(yuǎn)程采集與控制系統(tǒng)接收幀格式表 數(shù)據(jù)位置（第n字節(jié)）01234567功能起始字節(jié)地址發(fā)送控制1路DA輸出值高2位1路DA輸出值低8位2路DA輸出值高2位2路DA輸出值低8位預(yù)留空間數(shù)據(jù)位置（第n字節(jié)）89101112功能預(yù)留字節(jié)預(yù)留字節(jié)預(yù)留字節(jié)繼電器控制結(jié)束字節(jié) 預(yù)留字節(jié)表示為以后功能擴(kuò)展準(zhǔn)備的空間，為無效數(shù)據(jù)。（2）數(shù)據(jù)統(tǒng)一使用9600波特率，若傳輸距離超過200米，可考慮降低波特率。 （4）從機(jī)復(fù)位后，將等待主機(jī)發(fā)送指令，并根據(jù)具體的指令內(nèi)容做出應(yīng)答。 （2）主機(jī)在發(fā)送完準(zhǔn)備好命令后，進(jìn)入接收狀態(tài)。除了數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)的定義外，整個系統(tǒng)的通信還需要遵守下面的規(guī)則： （1）主機(jī)主導(dǎo)整個通信過程。 通信協(xié)議的設(shè)計 對于任何涉及數(shù)據(jù)接收和發(fā)送的系統(tǒng)，通信協(xié)議的設(shè)計都是軟件設(shè)計的前提和關(guān)鍵。4 基于RS485通信遠(yuǎn)程采集與控制器的軟件設(shè)計本章主要介紹主機(jī)和從機(jī)的軟件設(shè)計，整個系統(tǒng)軟件采用模塊化和結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法。 本章小結(jié)本章設(shè)計了以STC12C5410AD單片機(jī)為核心的基于RS485通信的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與控制器，根據(jù)系統(tǒng)要求確立了3路數(shù)據(jù)采集電路、2路數(shù)據(jù)反饋電路、2路繼電器控制電路。 3路AD轉(zhuǎn)換電路 ： 3路AD轉(zhuǎn)換電路由于STC12C5410AD 帶有 8 路 10 位高速 A/D 轉(zhuǎn)換器，因此不再另用AD轉(zhuǎn)換芯片，直接用單片機(jī)的PP1P12采集3路節(jié)點信號。LM358里面包括有兩個高增益、獨立的、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)放，適用于電壓范圍很寬的單電源，而且也適用于雙電源工作方式，它的應(yīng)用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)放的地方使用。 DA電路 ： 兩路DA轉(zhuǎn)換電路及兩路穩(wěn)壓電路 其中電壓源VCC（最大5V）經(jīng)過電阻的分壓后變?yōu)閂CC的基準(zhǔn)電壓，DD4為保護(hù)二極管。第二種方式為級聯(lián)方式, 即16位數(shù)據(jù)序列, 可以將本片的DOUT接到下一片的DIN, 需要向16位移位寄存器按先后輸入高4位虛擬位、10位有效位和低2位填充位, 由于增加了高4位虛擬位, 所以需要16個時鐘脈沖。從圖中可以看出,最大串行時鐘速率為:f( sclk ) max =1/ tw ( CH ) + tw( CS )≈14MHz TLC5615 工作時序如圖 TLC5615的兩種工作方式從圖39可以看出, 16位移位寄存器分為高4位虛擬位、低2位填充位以及10位有效位。 當(dāng)片選CS 為高電平時,串行輸入數(shù)據(jù)不能被移入16 位移位寄存器。注意, 二進(jìn)制最高有效位被導(dǎo)前移入?？梢钥闯?只有當(dāng)片選CS 為低電平時, 串行輸入數(shù)據(jù)才能被移入16 位移位寄存器。 TLC5615推薦工作條件? VDD ,～ ,通常取5V ；? 高電平輸入電壓: ；? 低電平輸入電壓, ；? 基準(zhǔn)輸入電壓: 2V～ (VDD 2) , ；? 負(fù)載電阻:不得小于2kΩ。? OUT ,DAC 模擬電壓輸出端。? GND ,模擬地。? CS ,芯片選擇,低有效。各引腳功能如下:? DIN ,串行二進(jìn)制數(shù)輸入端。 TLC5615功能框圖 TLC5615 ,它主要由以下幾部分組成:(1) 10 位DAC 電路；(2) 一個16 位移位寄存器, 接受串行移入的二進(jìn)制數(shù),并且有一個級聯(lián)的數(shù)據(jù)輸出DOUT ；(3) 并行輸入輸出的10 位DAC 寄存器, 為10位DAC 電路提供待轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù)據(jù)；(4) 電壓跟隨器為參考電壓端REFIN 提供很高的輸入阻抗,大約10MΩ；(5) 2 電路提供最大值為2 倍于REFIN 的輸出； (6) 上電復(fù)位電路和控制電路。只需要通過3根串行總線就可以完成10位數(shù)據(jù)的串行輸入，易于和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的微處理器或微控制器(單片機(jī)) 接口，適用于電池供電的測試儀表、移動電話,也適用于數(shù)字失調(diào)與增益調(diào)整以及工業(yè)控制場合。D19是保護(hù)二極管。使電路之間的信號傳輸，前端與負(fù)載完全隔離，目的在于增加安全性，減小電路干擾，優(yōu)化電路設(shè)計。： 2路繼電器控制電路其中的TLP5212為光電隔離器，光耦合器的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于把發(fā)光二極管和光敏(三極)管封裝在一起。當(dāng)輸入信號電流小于觸發(fā)閾值或使能端為低時，輸出高電平，但這個邏輯高是集電極開路的，可針對接收電路加上拉電阻或電壓調(diào)整電路。6腳為輸出端 Output(Open collector開路集電極)；7腳為Enable（使能端）；8腳電源端。 6N137光耦合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、管腳如圖6N137管腳說明如下：2腳和3腳為輸入端：2:Anode（陽極），3:Cathode（陰極）。內(nèi)部噪聲防護(hù)裝置提供了典型10kV/μs的共模抑制功能。該光電器件高、低電平傳輸延遲時間短,典型值僅為45ns ,已接近TTL 電路傳輸延遲時間的水平。通過光敏二極管接收信號并經(jīng)內(nèi)部高增益線性放大器把信號放大后,由集電極開路門輸出。高速光電耦合器6N137 由磷砷化鎵發(fā)光二極管和光敏集成檢測電路組成。模擬電路和AD變換電路決定了系統(tǒng)的信噪比，而這是評價采集系統(tǒng)優(yōu)劣的關(guān)鍵參數(shù)。需要注意的是，收發(fā)器的發(fā)送器和接收器共用總線，所以接收信號和輸出信號都用A和B表示。 MAX485引腳圖和典型工作電路，它們便于半雙工的通信接口電路使用。在與單片機(jī)連接時接線非常簡單，只需要一個信號控制MAX485的接收和發(fā)送即可，同時將A和B端之間加匹配電阻，一般可選100Ω的電阻。它完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS485電平的功能。 RS485接口電路 本系統(tǒng)采用的MAX485接口芯片是Maxim公司的一種RS485芯片。 主從機(jī)RS485接口電路設(shè)計本系統(tǒng)使用的串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)接口是RS485串行接口，RS485接口電路用到的發(fā)送器、接收器芯片是MAX485，發(fā)送器的A、B引腳和接收器的A、B引腳是對應(yīng)連接的，在收發(fā)器中會出現(xiàn)這種情況，它只能用于半雙工通信。電路的工作原理為：12V接入后，在固定式三端穩(wěn)壓器的和兩端形成一個并不十分穩(wěn)定的直流電壓。C9為電解電容，以減少穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾。雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流。能提供固定的輸出電壓，應(yīng)用范圍廣，內(nèi)含過流、過熱和過載保護(hù)電路。此模塊將日常常見的12V電源轉(zhuǎn)化為適合單片機(jī)的5V電源。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。 STC12C5410AD單片機(jī)的參考電壓源是輸入工作電壓Vcc，所以一般不用外接參考電壓源。上電復(fù)位后 P1 口為弱上拉型 I/O 口，用戶可以通過軟件設(shè)置將 8 路中的任何一路設(shè)置為 A/D 轉(zhuǎn)換，不需作為 A/D 使用的口可繼續(xù)作為 I/O口使用。 STC12C5410AD 帶 A/D 轉(zhuǎn)換的單片機(jī)在 P1 口，有 8 路 10 位高速 A/D 轉(zhuǎn)換器, 速度可達(dá) 100KHz?？梢哉fSTC12C5410AD單片機(jī)幾乎包含了數(shù)據(jù)采集和控制中所需的所有單元模塊，可稱得上一個片上系統(tǒng)（SOC），可以很容易地構(gòu)成典型的測控系統(tǒng)。：PDIP28，SOP28，PDIP20，SOP20，PLCC32,TSSOP20(超小封狀 ，定貨)本系統(tǒng)采用的是POSP28封裝單片機(jī)。16．SPI同步通信口，主模式/從模式。14．ADC，10位精度ADC，共8路。12．共2個16位定時器/計數(shù)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）。8．EPROM功能。6．通過I/O口（27/23個），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口）可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉，推挽/強(qiáng)上拉，僅為輸入/高阻，開漏。4．用戶應(yīng)用程序空間12K/10K/8K/6K/4K/2K字節(jié)。2．工作電壓：~（5V單片機(jī)）/~（3V單片機(jī)）。單片機(jī)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組AD采集電路 單片機(jī)應(yīng)用電路 本系統(tǒng)的設(shè)計是以STC12C5410AD單片機(jī)為核心部件,STC12C5410系列單片機(jī)是由宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機(jī)器周期（1T）的兼容8051內(nèi)核單片機(jī)，是高速/低功耗的新一代8051單片機(jī)，全新的流水線/精簡指令集結(jié)構(gòu)，內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路。繼電器控制電路作為開關(guān)與RS485接口電路配合負(fù)責(zé)主機(jī)對從機(jī)的控制。它即協(xié)調(diào)整機(jī)工作，又是數(shù)據(jù)處理器，是軟硬件系統(tǒng)連接的橋梁。其中單片機(jī)應(yīng)用電路為整個系統(tǒng)的核心，整個系統(tǒng)的控制由單片機(jī)進(jìn)行處理。3 基于RS485通信遠(yuǎn)程采集與控制器的硬件設(shè)計本章介紹了主從機(jī)硬件電路部分的設(shè)計，主要從單片機(jī)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設(shè)計進(jìn)行介紹。其中RS485標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行介紹的。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