《电子信息工程专业论文18677》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子信息工程专业论文18677（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 摘要论文题目 基于单片机的RS485总线采样节点设计与实现基于单片机的RS485总线采样节点设计与实现摘要本论文介绍了基于RS485串行总线标准的温度采集系统的硬件和软件设计。温度数据的采集由以AT89S52单片机为核心的系统完成，采集的数据经RS485串行总线上传给ARM微处理器进行存储和处理。系统的软件包括单片机程序和计算机程序，分别应用C语言编写。相应的硬件和软件抗干扰措施保证了系统的稳定性和可靠性。本文介绍了一种基于RS-485的单片机与ARM之间文件传输的实现方案。给出了RS-485驱动程序的设计方法 ，详细阐述了自定义通信协和实现程序。在传统模式下的温度测量采用热电偶或热敏电阻，
2、其输出是模拟信号，必须转换成数字信号，然后与单片机进行传输。因此，它是相当复杂而且成本高。近年来，美国生产的DS18B20，作为一种新的单总线数字温度传感器被广泛使用。在前台实时温度数据采集和转换，通过传感器DS18B20的数字式分为单片机发送给LED显示模块。此外，接收温度数据通过RS - 485接口传送到后端的ARM中显示。关键词：AT98S52， RS485，温度采集，串行通信-东北大学东软信息学院毕业设计（论文） AbstractDesign and realization of the RS485 node sampling based on MCUAbstract The hard
3、ware and software design of the temperature acquisition system based on RS485 serial communication criterion is introduced. The acquisition of temperature data is finished by the system taking AT89S52 MCU as core. Collected data can be sent up to ARM through RS485 serial bus, stored and processed in
4、 it. The software of this system includes MCU and ARM pro-grams, programmed with C language. Some corresponding software. And hardware anti -disturbance measures assure this systems stability and reliability. The implement of the file transfer between MCU and ARM based on RS-485 are introduced in th
5、is paper. The design method of the RS-485 driver is given. The user- defined communication protocol and the program are discussed in detail.Under the traditional model of the traditional temperature measurement using thermocouples or thermistor, the output is an analog signal, must be converted into
6、 a digital signal and then transmitted with the microcontroller. Therefore, it is quite complicated and costly.In recent years, U.S. production of DS18B20, as a new single-bus digital temperature sensors are widely used.Real-time temperature data collection in the foreground and conversion, through
7、the sensor into digital DS18B20 send microcontroller LED display modules.In addition, the temperature data received through the RS - 485 Interface transfer to the rear of the ARM in the display. Key words: AT89S52,RS-485,Temperature Acquisition, Serial Communication-东北大学东软信息学院毕业设计（论文） 目录目录任务书I摘要IIAB
8、STRACTIII第1章绪论11.1国内外现状11.2应用范围1第2章关键技术介绍22.1关键性开发技术的介绍22.1.1RS-485总线介绍22.1.2MAX485芯片原理32.1.3DS18B20温度传感器原理3第3章系统分析43.1构架概述43.1.1系统构架43.1.2数据采集模块构架43.2系统开发环境53.3系统任务的可行性分析5第4章系统设计74.1设计指导思想和原则74.1.1指导思想74.1.2硬件设计原则74.2系统概述74.3系统的功能结构设计74.3.1DS18B20接口电路74.3.2LED数码管的电路设计84.3.3MAX485串行接口电路设计94.3.4RS232
9、串口通信电路94.3.5主控制模块电路设计104.3.6电源监测电路114.4DS18B20硬件设计114.5RS485串口通信模块设计15第5章系统实现175.1主程序流程175.2RS-485串口通信主要程序175.3DS18B20模块程序设计195.3.1DS18B20的工作过程195.3.2DS18B20温度传感器主要程序20第6章系统测试246.1测试方案及测试用例246.1.1电源监测246.1.2LED检测246.1.3通过RS485连接ARM共同检测24第7章结论25附录26参考文献28致谢29- 2 -东北大学东软信息学院毕业设计（论文） 第1章 绪论第1章绪论本篇论文介绍将
10、通过一个单片机系统作为温度采集的一个节点，单片机系统内通过温度传感器DS18B20采集温度，并将温度数据显示到LED数码管，同时将采集来的数据通过RS-485总线传送到ARM级进行显示。用美国DALLAS公司生产的DS18B20温度传感器采集温度和A/D转换合为一体，然后输出的数字量，硬件设计电路时结构不复杂，与单片机接口很少需要其他的元件。广泛运用在距离远、节点分布多的地方，可以广泛的应用。因为当今数字技术的发展和计算机的应用非常广泛，很多生产技术和工艺都需要计算机的控制。广泛使用的RS-485是因为他的传输距离非常远。并且通过RS485总线构成的分部数据采集与设备设计简单，同时具有成本低，
11、系统不复杂，具有能够远距离通讯等特点。1.1国内外现状当今世界RS-485串口被广泛运用于生活生产中。随着80年代初单片机技术的成熟而发展起来的，现在世界仪表市场基本被智能仪表所垄断。究其原因就是企业信息化的需要，企业在仪表选型时其中的一个必要条件就是要具有联网通信接口。1.2应用范围仪器仪表：医疗器械、色谱仪、智能仪器、示波器。工业：过程控制、工业机器人、电机控制、数字控制。民用：高级电视游戏机、电子玩具、录像机、激光盘驱动。导航与控制：导弹控制、鱼雷制导控制、智能武器装置、航天导航系统。- 3 -东北大学东软信息学院毕业设计（论文） 第2章 关键技术介绍第2章关键技术介绍2.1关键性开发技
12、术的介绍2.1.1RS-485总线介绍RS-485就是电气接口规范，属于7层开放系统互连(Open SysyemInterconnection，OSI) 模型物理层的协议标准。他只需要在平衡驱动器和接收器的电气特性，不需要连接插件、输电线路和通信协议。他支持半双工或全双工模式，网络拓扑结构通常用终端匹配的总线型，不支持环形或星形网络。由于RS - 485接口是RS 422基础发展而来的， RS 485总线采用平衡传输的方式，需要接到传输线路终端电阻等。RS - 485接口可与四线线使用时，同时可以实现真正意义的两线多点双向通信。而四线连接时，只能实现多点通信，这只能有一个主设备和多个从设备上。
13、无论二线四线总线连接可以收到多达32个设备。的RS - 485共模之间-7至+12 V输出电压的RS - 485接收器最小输入阻抗为12k的RS - 485约1219m的最大传输速率为10Mb/s最大传输平衡双绞线的传输速率是成反比的，在100KB/s速率以下的长度，它可能使用的固定最长长度的电缆长度。只有在很短的距离，获得最高的传输速率。100m长的双绞线一般最高只能是1Mb / s的传输速率。RS - 485需要两个终端电阻，电阻值要求等于传输电缆的特性阻抗。在一定时间没有终端电阻时，传输距离，一般在300m以下的无阻力，终止电阻端接在传输总线的两端。的RS-485通常用于平衡传输和差分接
14、收方式实现通信。使用两种常用的双绞线传输线路，所以一般的模式具有很强的抗干扰能力。接收灵敏度非常高，可检测电压可低为200mV，有些芯片已经能够探测到的电压低至50mV的（如MAX485等）。在同一时间，最大传输速率，最大传输距离也大大提高。RS-485特点：1. RS-485电气特性：逻辑“1”两条线之间的电压差为+（2-6）V表示，逻辑“0”两条线之间的电压差为 -（2-6）V表示。接口比RS-232的信号水平降低，就不容易损坏接口电路芯片，水平和TTL电平电路兼容，可方便地连接；2. .RS-485最大数据传输速率是10Mbps；3. RS-485接口是由平衡差分接收器和驱动程序组合，抗干扰能力增强，即良好的噪声抑制性。4. RS-485的接口标准，最大传输距离为4000米，实际上可以高达3000米另外他RS-232接口总线只允许连接一个收发器，就是单站能力。在RS -485接口总线可以连接多达128个收发器。具有多站能力，这样用户可以利用单一的RS -485网络接口的优势，易于安装设备。2.1.2MAX485芯片原理采用单一+5 V电源供应工作，额定300A电流，半双工通信。它完成了TTL电平的RS - 485功能转换。MAX485芯片和引脚结构非常简单，包含一个内置驱动器和接收器。RO端和DI端，分别是接收器和驱动器的输入输出
