【正文】 the RS 485 Interface transfer to the rear of the ARM in the display. Key words: AT89S52,RS485,Temperature Acquisition, Serial Communication 1 目 錄 任務書 1 國內外現(xiàn)狀 1 應用范圍 1 第 2 章 關鍵技術介紹 2 關鍵性開發(fā)技術的介紹 2 RS485 總線 介紹 3 DS18B20 溫度傳感器原理 4 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 7 指導思想 7 硬件設計原則 7 DS18B20 接口電路 7 LED 數(shù)碼管的電路設計 8 MAX485 串行接口電路設計 9 RS232 串口通信電路 9 主控制模塊電路設計 10 電源監(jiān)測電路 17 DS18B20 模塊程序設計 19 DS18B20 溫度傳感器主要程序 20 第 6 章 系統(tǒng)測試 24 測試方案及測試用例 24 通過 RS485 連接 ARM 共同檢測 24 第 7 章 結 論 26 參考文獻 28 致 謝 1 第 1 章 緒 論 本篇論文介紹將通過一個單片機系統(tǒng)作為溫度采集的一個節(jié)點，單片機系統(tǒng)內通過溫度傳感器 DS18B20 采集溫度，并 將溫度數(shù)據(jù) 顯示到 LED 數(shù)碼管，同時將采集來的數(shù)據(jù)通過 RS485 總線傳送到 ARM 級進行顯示。廣泛運用在距離遠、節(jié)點分布多的地方，可以廣泛的應用 。廣泛使用的 RS485 是因為他的 傳輸距離非常遠 。 國內外現(xiàn)狀 當今世界 RS485 串口被廣泛運用于生活生產(chǎn)中。究其原因就是企業(yè)信息化的需要，企業(yè)在儀表選型時其中的一個必要條件就是要具有聯(lián)網(wǎng)通信接口。 工業(yè)：過程控制、 工業(yè)機器人、電機控制、 數(shù)字控制。 導航與控制：導彈控制、魚雷制導控制、智能武器裝置、航天導航系統(tǒng)。 他只需要在 平衡 驅動器和接收器的電氣特性，不需要連接 插件、 輸電線路和通信協(xié)議。由 于 RS 485 接口 是 RS – 422 基礎發(fā)展而來的 ， RS – 485 總線 采用平衡傳輸?shù)?方式 ，需要 接到 傳輸線路終端電阻等。 而 四線連接 時 ，只能實現(xiàn)多點通信，這只能有一個主設備和 多個 從設備上 。的 RS 485 共模之間 7 至 +12 V 輸出電壓的 RS 485 接收器最小輸入阻抗為12kΩ 的 RS 485 約 1219m的最大傳輸速率為 10Mb/s 最大傳輸平衡雙絞線的傳輸速率是成反比的 ，在 100KB/s 速率以下的長度，它可能使用的 固定最長長度 的電纜長度。 100m長的雙絞線一般最高 只能是 1Mb / s 的傳輸速率 。在 一定時間 沒有終端電阻時，傳輸距離，一般在 300m以下的無阻力，終止電阻端接在傳輸總線的兩端。使用兩種常用的雙絞線傳輸線路，所以一般的模式具有很強的抗 干擾能力。在同一時間，最大傳輸速率，最大傳輸距離也大大提高。接口 比 RS232 的 信號水平降低 ，就 不容易損壞 接口電路芯片，水平和 TTL 電平電路兼容，可方便地連接 ； 2. .RS485 最大數(shù)據(jù)傳輸速率 是 10Mbps； 3. RS485 接口是 由 平衡差分接 收器和驅動程序組合，抗 干擾 能力增強 ，即良好的噪聲抑制 性 。在 RS 485 接口總線可以連接多達 128 個收發(fā)器。 MAX485 芯片 原理 采 用 單一 +5 V 電源供應工作，額定 300μ A 電流，半雙工通信。 MAX485 芯片和 引腳 結構非常簡單， 包含一個內置驅動器和接收器。RE 為 0 時， 啟用了接收和發(fā)送端，當 DE 邏輯 0 時，該設備是接收狀態(tài)，當DE 為邏輯 1，設備正在發(fā)送的狀態(tài)，因為在半雙工狀態(tài) MAX485 的工作，所以只使用一個腳微控制器來控制這兩 個引腳， A 端跟 B 端 分別接收和發(fā)送的差分輸出端，當 B端 比 A 端 高，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為 1。在 單片機 的接線非常簡單。而在 A 和 B 之間的 加上 匹配電阻， 通常可以 是 100Ω 電阻。另外一般監(jiān)控現(xiàn)場的電磁環(huán)境都 比較嚴重 ， 每個 干擾信號 都非常強 ，模擬溫度信號容易受到干擾而產(chǎn)生測量誤差，影響測量精度。東北大學東軟信息 學院 畢業(yè)設 計（論文） 第 3 章 系統(tǒng) 分析 4 第 3 章 系統(tǒng)分析 構架概述 系統(tǒng) 構架 溫度采集及顯示 系統(tǒng) 如圖 所示，整個系統(tǒng)由 數(shù)據(jù)采集 （采集溫度） 模塊、 RS485通信、 基于 ARM 顯示模塊 和 基于 ARM 溫度報警模塊 所構成。本文重點研究的是以數(shù)據(jù)采集模塊為核心的， 通過 RS485 總線傳輸?shù)脑O計。本設計采用的是宇泰科技生產(chǎn)的RS485 傳輸設備 。 微控制器 AT89S52， 利用 MAX813L進行電源 的 檢測 ， 溫度 采集部分使用的是 溫度傳感器 DS18B20， 這種傳感器是 獨特的 是單口接線方式傳輸 技術，在與單片機連接時只需要一條口線即可實現(xiàn)單片機 與 DS18B20 的雙向通訊，不需 要其他任何的 器件 。使 用 MAX7219 驅動 8 位 LED 數(shù)碼管 顯示，經(jīng)濟高效。不過 與 CAN 總線等更為優(yōu)秀的工業(yè)總線對比， RS485 的修改的能力還有一定差距，因此在軟件設計的部分還行進步的注意，盡量避 免錯誤的發(fā)生否則會很難實現(xiàn)預期目標 。盡管 RS485 總線存在一些小毛病，不過因為 它的價格 相對便宜、線路設計簡單 、 易操作，只要處理好各個細小漏洞，在某些工程應用中還是可以得到廣泛的應用 。因此這樣系統(tǒng)的結構相對容易，體積很小 ， 方便移動 。節(jié)省了一起的測溫時 的 需要 很多外圍 設備， 電路 方便單片機 控制 及處理 。 1．一致性 本次項目設計將會與所做項目的實現(xiàn)各項功能要求相一致。 3．可追蹤性 對項目設計所提出的各項要求將可以得到它的清晰的源流。 硬 件設計原則 （ 1）標準化和規(guī)范化原則 （ 2）安全性原則 （ 3）完備性原則 系統(tǒng) 概述 AT89S52 單片機是本次設計的主要 部分， 獲得溫度的參數(shù)繼而 轉化 為 十進制和與之相應的 ASCII 值 然后 在顯示 在數(shù)碼管的 溫度 值 ， 同時 通過 RS485 總線 傳到 ARM 微處理器進行下一步應用 。 并且 通過 RS485 總線傳送。其最大的特點是單總線數(shù)據(jù)傳輸模式中， I/O 來 完成相同的 數(shù)據(jù) 。當寄生供電模式， VDD 和 GND 接地，它需要一個遠程溫度探頭， 而且空間小。因為作業(yè)前 DS18B20 的電流 已經(jīng) 為 1 mA 達到，所以 上拉電阻不能單獨提供電源工作的時候，許多 DS18B20 的只有一個 I/O 線 ， 同時 對溫度 的轉換，這個問題就顯得 非常的嚴重 。 LED 數(shù)碼管的電路設計 圖 MAX7219 驅動數(shù)碼管電路 圖 為 MAX7219 芯片驅動數(shù)碼管電路 是一種集成化的串行輸入 /輸出共陰極顯示的 驅動器 ,它連接微處理器與 8 位數(shù)字的 7 段數(shù)字 LED 顯示 。 MAX485 串行接口電路設計 圖 MAX485 電路設計 圖 為 芯片 MAX485 電路設計 ， MAX485 的驅動器 不受 任何 限制， 最大時 可以 達到 的傳輸 速度 。所有 元件 都 是 工作在 5V 單電源下。 驅動器 起到 短路電流限制 的作用 ， 而且 可以通過關斷電路 讓 他 驅動器 一直 輸出高阻抗 的 狀態(tài)。 具備很好 的抗干擾 的 能力 。相關數(shù)據(jù)：控制信號：信號接通狀態(tài)，比 有效電 平 大于 +3 V。 （ 3? 15） V， 邏輯“ 1”的電平低于 3V， 邏輯“ 0”的電平高于 +3V。 他的 的主控制電路如圖 所示 ， RST東北大學東軟信息 學院 畢業(yè)設計（論文） 第 4 章 系統(tǒng)設計 11 終端是單片機復位輸入 端 ， 接上 電容，電阻和開關后，可形成上電復位電路。 看門狗定時電路 圖 電源 檢 測電路 圖 為本次設計的電源 檢 測電路， 電源監(jiān)測采用 的是 MAX813L， 他 是專門用來實現(xiàn)電源電壓 監(jiān)測的芯片，它不僅可以 對 +5V 電源電壓 進行檢測，還能對別的 電源電壓(如 12V)進行 實現(xiàn)檢測，另外 它他內部還帶 有看門狗定 時電路 ，適用于單片機的系統(tǒng)。 DS18B20 硬件 設計 一 ． DS18B20 溫度傳感器 的特 性 ： (1) 可編程的分辨率為 9 至 12 四個位，相應的溫度分別為 的 ℃ ， ℃ ， ℃ 和℃ ， 能夠 實現(xiàn)高精度溫度測量 ； (2)獨特的單線接口， 即能 通過其它 I/O 口線與微機接口 ，也 可以 通過串行口線 ，無需變換 別的 電路，直接輸出被測溫度值； (3)DS18B20 不需要備份電源，既可用 外部電源 供電，也可采用 數(shù)據(jù)線 供電； (4)溫度值會 直接輸 出 數(shù)字溫度 的 信號， 可以運用一個 線 串行 傳給 單片機 ， 并且也 可傳送CRC 校驗碼，具有 非常好 的抗干擾 的 能力 同時 找出錯誤 ； (5)測量范圍 是 55℃ ~+125℃ 之間 ，固有測溫分辨率為 ℃ ； (6)DS18B20 溫度傳感器 能夠實現(xiàn)多個 組 網(wǎng) ，多個 DS18B20 可 以 共通掛 在唯一的 總 線上，以實現(xiàn)本地區(qū)的多點溫度 ； 東北大學東軟信息 學院 畢業(yè)設計（論文）