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1、 昆 明 学 院 2014 届毕业论文（设计）论文（设计）题目 基于RS-485总线的多点温度计 子课题题目 无 姓 名 学 号 所属院系 电气工程及其自动化 专业年级 2010级 指导教师 2014年5 月ii 基于RS-485总线的多点温度计摘 要温度是一个非常重要的物理量，也是最基本的环境参数。因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形、结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制失误就可能引起生产安全、产品质量、产品产量等一系列问题。在实际中总是处处需要测量温度来保证仓库物品的质量和保证系统正常运行。 加上现在温度变化大，迫切需要更精密和优良还要符合现代集散控制
2、系统的温度检测装置。为此设计了本系统，系统是一个8点的实时温度采集系统。采用51单片机作为主机和从机。主机作为控制器和显示器，从机作为温度采集器。数据的传输采用RS-485总线。关键词：温度；RS-485 ；51单片机；温度计 ；多点温度采集AbstractTemperature is a very important physical quantities, as well as the most basic environmental parameters Because it directly influences the combustion reaction extrusion cr
3、ystallization fermentation roasted calcine distillation concentration and air flow temperature and other physical and chemical process control error may cause production safety product quality products and a series of problems Always everywhere need to measure temperature in practice to guarantee th
4、e quality of warehouse items and ensure the normal operation of the system Along with temperature change is big, now urgently need to be more precise and excellent also conforms to the modern distributed control system of temperature detection device Therefore this system is designed, the system is
5、a real-time temperature acquisition system at 8 point by 51 single chip microcomputer as the host and from the host machine as the controller and display, from the machine as temperature acquisition and data transmission using RSKeywords: temperatur； RS 485；51 microcontroller;；The thermometer；8 poin
6、t temperature collection.目录第一章 选题意义及发展近况11.1 选题的意义11.2 发展近况11.2.1 RS485接口11.2.2RS485布网2第二章 系统方案的选择42.1 关键参数和系统要求42.1.1 关键技术42.1.2系统要求：42.2 温度测量器件的选择42.3 系统方案的设计52.3.1 方案152.3.2 方案252.3.3 方案352.4 系统设计概述5第三章 硬件系统设计63.1硬件特性简介63.1.1 MCS-51单片机63.1.3 MAX487芯片83.1.4 1602 LCD显示器93.1.5 RS-485总线标准103.1.6 其他硬件
7、113.2 硬件设计113.2.2 主控机设计123.2.3 显示设计123.2.4 按键设计133.2.5 从机设计13第四章 软件设计144.1 主控单片机程序144.1.1 端口配置154.1.2 中断配置164.1.3 LCD1602配置174.1.4 485通信配置194.2 从机单片机程序204.2.1 端口配置204.2.2中断配置214.2.3 DS18B20配置214.2.4 485通信配置22第五章 Proteus仿真225.1 proteus仿真介绍22参考文献26附录27主控程序清单：271、主函数27串口函数29液晶函数29中断函数31从机程序：31主函数312、DS
8、18B20函数333、串口函数：34中断函数34谢辞35第一章 选题意义及发展近况1.1 选题的意义温度是一个非常重要的物理量，也是最基本的环境参数。因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形、结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制失误就可能引起生产安全、产品质量、产品产量等一系列问题。因此对温度的检测的意义就越来越大。温度采集系统在工业生产、科学研究和人们的生活领域中，得到了广泛应用。在工业生产过程中，很多时候都需要对温度进行严格的监控，以使得生产能够顺利的进行，产品的质量才能够得到充分的保证。像太阳能热水器、电力、石油、农业大棚经常需要对环境温度进行检测，并根
9、据实际的要求对温度进行控制。例如，许多太阳能热水器中，需要通过温度检测来控制其水泵运作；在农业大棚中，通过温度检测来判断是否合适农作物种植与生长；肉类存储中，要求温度不高于一定数值以利于肉类保鲜，空调检测温度调节室温等。不管工业还是生活都对温度有一定要求。所以温度在无论生活中是一个比较重要的物理量，做好温度检测可以很大程度上提高我们的生活质量和减少企业损失。所以智能仪表就显得尤为重要了。1.2 发展近况智能仪表是随着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。最初是数据模拟
10、信号输出简单过程量，后来仪表接口是RS232接口，这种接口可以实现点对点的通信方式，但这种方式不能实现联网功能。随后出现的RS485解决了这个问题。下面我们就简单介绍一下RS485。 1.2.1 RS485接口 RS485采用差分信号负逻辑，2V6V表示“0”，- 6V- 2V表示“1”。RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。很多情况下，连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个
11、接口的“A”、“B”端连接起来。而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患，这有二个原因：(1)共模干扰问题： RS-485接口采用差分方式传输信号方式，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围，RS-485收发器共模电压范围为-7+12V，只有满足上述条件，整个网络才能正常工作。当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口。(2)EMI问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没有一个低阻的返回通道（信号地），就会以辐射的形式返回源端，整个总
12、线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。 由于PC机默认的只带有RS232接口，有两种方法可以得到PC上位机的RS485电路：（1）通过RS232/RS485转换电路将PC机串口RS232信号转换成RS485信号，对于情况比较复杂的工业环境最好是选用防浪涌带隔离珊的产品。（2）通过PCI多串口卡，可以直接选用输出信号为RS485类型的扩展卡。 RS485电缆 在一般场合采用普通的双绞线就可以，在要求比较高的环境下可以采用带屏蔽层的同轴电缆。在使用RS485接口时，对于特定的传输线路，从RS485接口到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度与信号传输的波特率成反比，这个长度数据主要是受信号失真及噪
13、声等影响所影响。理论上RS485的最长传输距离能达到1200米，但在实际应用中传输的距离要比1200米短，具体能传输多远视周围环境而定。在传输过程中可以采用增加中继的方法对信号进行放大，最多可以加八个中继，也就是说理论上RS485的最大传输距离可以达到9.6公理。如果真需要长距离传输，可以采用光纤为传播介质，收发两端各加一个光电转换器，多模光纤的传输距离是510公里，而采用单模光纤可达50公里的传播距离。1.2.2RS485布网 网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构，不支持环形或星形网络。在构建网络时，应注意如下几点： （1）采用一条双绞线电缆作总线，将各个节点串接起来，从总线到每个节点的引出
14、线长度应尽量短，以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。有些网络连接尽管不正确，在短距离、低速率仍可能正常工作，但随着通信距离的延长或通信速率的提高，其不良影响会越来越严重，主要原因是信号在各支路末端反射后与原信号叠加，会造成信号质量下降。 （2）应注意总线特性阻抗的连续性，在阻抗不连续点就会发生信号的反射。下列几种情况易产生这种不连续性：总线的不同区段采用了不同电缆，或某一段总线上有过多收发器紧靠在一起安装，再者是过长的分支线引出到总线。 总之，应该提供一条单一、连续的信号通道作为总线。在RS485组网过程中另一个需要主意的问题是终端负载电阻问题，在设备少距离短的情况下不加终端负载电阻
15、整个网络能很好的工作但随着距离的增加性能将降低。理论上，在每个接收数据信号的中点进行采样时，只要反射信号在开始采样时衰减到足够低就可以不考虑匹配。但这在实际上难以掌握，美国MAXIM公司有篇文章提到一条经验性的原则可以用来判断在什么样的数据速率和电缆长度时需要进行匹配：当信号的转换时间（上升或下降时间）超过电信号沿总线单向传输所需时间的3倍以上时就可以不加匹配。 一般终端匹配采用终端电阻方法， RS-485应在总线电缆的开始和末端都并接终端电阻。终接电阻在RS-485网络中取120。相当于电缆特性阻抗的电阻，因为大多数双绞线电缆特性阻抗大约在100120。这种匹配方法简单有效，但有一个缺点，匹配电阻要消耗较大功率，对于功耗限制比较严格的系统不太适合。另外一种比较省电的匹配方式是RC匹配。利用一只电容C隔断直流成分可以节省大
