基于avr單片機(jī)的485通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-10-31 19:41本頁(yè)面
【正文】 ......................................................................... 18 參 考 文 獻(xiàn) ......................................................................................................................... 20 蚌埠學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 基于 AVR 單片機(jī)的 485 通信系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 : 現(xiàn)在的社會(huì)是一個(gè)數(shù)字化的時(shí)代，多機(jī)通信系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)廣泛滲透到人們生活的方方面面，在科學(xué)研究的軍事技術(shù)領(lǐng)域、文化藝術(shù)領(lǐng)域、工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域都有它的應(yīng)用。通過通訊方式交換信息、資源共享已經(jīng)成為了一種必然的趨勢(shì)。本文討論了用 AT mega16 AVR 單片機(jī)來(lái)控制 RS485 串行接口與主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 ,ATmega16 為核心芯片，它與 MAX485 轉(zhuǎn)換器連接實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，同時(shí) ATmega16 作為主控芯片控制按鍵電路與數(shù)據(jù)顯示電路 ,系統(tǒng)主要由主機(jī)控制模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)輸入模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊五個(gè)部分組成，實(shí)現(xiàn)了利用 RS485 實(shí)現(xiàn)單片機(jī)通信，通過鍵盤實(shí)現(xiàn)從機(jī)的選擇、發(fā)送數(shù)據(jù)，從機(jī)顯示發(fā)送的數(shù)據(jù)。 關(guān)鍵字： 多機(jī)通信、 RS485 接口、 AVR 單片機(jī) 張?zhí)O蘋：基于 AVR 單片機(jī)的 485 通信系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 Design of 485 Communication System based on AVR Microcontroller Abstract: Today39。s daily life. By means of munication to exchange information, share resources has bee an inevitable trend. To make the system in data munication between multiple puter are met, they must be posed according to the actual needs some form of work engineering is often used to make a plete master sends and receives signals from the muchmachine munication mode, correct and prevent the signal collision on the bus is guaranteed。由于計(jì)算機(jī)發(fā)送的 RS232的距離很短，不超過 30m，所以如果需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸和控制時(shí)，這個(gè)時(shí)候我們就可以選擇使用 MAX485 的接口轉(zhuǎn)換芯片使 RS232 協(xié)議轉(zhuǎn)換為RS485 協(xié)議，進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。 而 RS485 的通信協(xié)議通常是半雙工的、雙向的，該協(xié)議的特別之處在于，允許不止一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器同時(shí)連接在總線上，其中每個(gè)驅(qū)動(dòng)器都可脫離總線。RS485 構(gòu)成的多機(jī)通信系統(tǒng)采用主從配置；主機(jī)控制從機(jī)，從機(jī)不采取從微控制器主動(dòng)發(fā)送命令或數(shù)據(jù)，全部由主機(jī) MCU 控制 。 方案二：基于單片機(jī)的 485 通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我們利用的是單片機(jī)的串行通訊端口，以完成兩個(gè)終端之間相互通信的功能。所以采用方案一。 圖 系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)圖 3 系統(tǒng)的組成及其工作的原理 蚌埠學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 系統(tǒng)的組成 首先，系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)輸入模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、主機(jī)控制模塊和數(shù)據(jù)顯示模塊以及通信模塊這五個(gè)模塊組成。 工作原理 基于 AVR 單片機(jī)的 485 通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理是：利用數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊或者鍵盤輸入模塊通過 P3 口或者 P1 口將數(shù)據(jù)輸入到 ATmega16 單片機(jī)主機(jī)里， ATmega16 單片機(jī)主機(jī)利用 MAX485 芯片將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?AVR 單片機(jī)從機(jī)中，然后顯示出來(lái)。其中文版有時(shí)也叫 altium designer summer。而且它擁有非常靈活的用戶界面，可以使用戶清楚明了的知道每個(gè)菜單的功能。 主機(jī)電路控制模塊 圖 主機(jī)電路控制模 塊 AVR 單片機(jī)是一種增 8 位微控制器，同時(shí)它擁有增強(qiáng)內(nèi)置的高速精簡(jiǎn)指令集，它是由 ATMEL 公司在 1997 年開發(fā)的。 蚌埠學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 隨著 AVR 單片機(jī)的 橫空出世 ，徹底打破 了 舊 的 設(shè)計(jì)格局， 不僅 廢除了機(jī)器周期，而且 拋棄 了以往只 追求指令完備的做法；指 令集中占大多數(shù)的單周期指令都是將內(nèi)容豐富的操作數(shù)與操作碼安排在一字之中 ，同時(shí)使 用精簡(jiǎn) 的 指令集 并且 以字作為指令長(zhǎng)度單位， 它的 取指周期 很 短， 同時(shí) 又 能夠提前取出 指令 以及能夠完成 流水作業(yè) 這樣的功能 ，因此它能夠 高速 的 執(zhí)行指令。 ATmega16 AVR 單片機(jī)介紹 AVR 單片機(jī)的計(jì)數(shù)器在它的內(nèi)部，它是由電源上電啟動(dòng)的，當(dāng)給系統(tǒng)復(fù)位引腳復(fù)位上電之后，我們就可以延遲 MCU開始正式讀取指令執(zhí)行程序所用的時(shí)間這是使用 AVR內(nèi)部的 RC看門狗定時(shí) 器實(shí)現(xiàn)的。 AVR 系列的單片機(jī)有不同的型號(hào)，在此我們選擇了系列型號(hào)為 16的同時(shí)片內(nèi)容量為 16KB 的單片機(jī)為主芯片。 ATmega16 是一種功耗很低的單片機(jī)。因?yàn)?ATmega16 AVR 的內(nèi)核擁有 32個(gè)通用工作寄存器，而且所有寄存器我們都可以直接與邏輯運(yùn)算單元連接，所以我們就可以只用一條指令就可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)訪問兩個(gè)獨(dú)立的寄存器。 同時(shí) ATmega16 具 有一 系列并且很完整 的編程 以及 系統(tǒng)開發(fā)的 工具， 它包含了 ： C 語(yǔ)言 編譯器 、評(píng)估板 和 仿真器 以及 程序調(diào)試器 / 軟件仿真器。片內(nèi) ISP Flash也張?zhí)O蘋：基于 AVR 單片機(jī)的 485 通信系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 可以有其他的編程方式，如我們能夠選擇運(yùn)行于 AVR 內(nèi)核之中的引導(dǎo)程序來(lái)完成編程。這款單片機(jī)在產(chǎn)品中得到了大量的使用。 數(shù)據(jù)顯示模塊 因?yàn)橄到y(tǒng)事實(shí)要求傳輸?shù)暮?jiǎn)單的數(shù)據(jù)，所以采用數(shù)碼管顯示就可以滿足指標(biāo)要求。 我們可以 通過 控制 七個(gè)發(fā)光二極管 中 ， 哪些發(fā)光，哪些不發(fā)光，然后 顯示 不同的 字母、數(shù)字以及其他符號(hào)。 在用的時(shí)候，把 公共陽(yáng)極接 上電源 +5V。 (2) 而 共陰極接法 就是說(shuō)它的 公共陰極 是由 發(fā)光二極管的陰極連在一起 而組成的 。假如我們?cè)?陽(yáng)極端輸入高電平 的時(shí)候 ， 二極管就發(fā)光， 而輸入低電平 時(shí)就 不 發(fā)光 。 表 31八段數(shù)碼管的字型代碼如下圖 : 蚌埠學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 鍵盤輸入模塊 圖 鍵盤輸入模塊 本次課題采用的是矩陣式鍵盤，它的突出優(yōu)點(diǎn)是 I/O 端口的重復(fù)使用率很高，又可以循環(huán)操作，不但如此，而且在掃描鍵盤時(shí)占用 CPU的時(shí)間很少 ,操作又比較靈活，矩陣鍵盤控制狀態(tài)多，編寫程序較方便，故此模塊采用的是矩陣式鍵盤。 RS485 是美國(guó)電氣工業(yè)協(xié)會(huì)（ EIA）制定的 的多點(diǎn)通信標(biāo)準(zhǔn)，它可以進(jìn)行多點(diǎn)間的通信而且采用的是利用平衡雙絞線的傳輸線的標(biāo)準(zhǔn)。最大傳輸距離可以達(dá)到 120 公里，而且它擁有低至177。因而， RS485 協(xié)議設(shè)置為高靈敏度，多點(diǎn)通信，遠(yuǎn)程等的設(shè)置協(xié)議。 MAX485 芯片
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