开题报告-采用485总线设计的双向控制系统终端
基于嵌入式Linux的RS-485抄表系统的开题报告

基于嵌入式Linux的RS-485抄表系统的开题报告一、项目背景在现代城市化建设的过程中,电力是一个不可或缺的能源,其在生活和生产中起着至关重要的作用。
为了更好地管理和控制电力,大多数电力系统和工厂考虑采用抄表系统来测量用电量。
在实际抄表过程中,因为线路的长度和复杂性,传统的串行通信方式已经不能完全满足各种复杂的传输需求,因此,使用RS-485作为抄表系统的通信介质逐渐成为行业标准。
在此基础上,本项目旨在设计和实现基于嵌入式Linux的RS-485抄表系统,用于更快地读取和传输用电量,提高数据准确性和能源效率,为现代城市化建设提供可靠的电力支持。
二、项目概述本项目的总体设计基于嵌入式Linux平台,使用RS-485通信协议进行数据传输。
该系统可以通过串口和网络两种方式与PC机通信,并支持多方面的数据访问和查询。
系统将通过嵌入式软件技术,开发出一个完整的抄表子系统,包括模拟信号采集、数字信号处理、通信模块、存储模块等。
本项目的主要技术挑战包括:1. 如何使用嵌入式Linux平台实现串口和网络通信模块;2. 如何设计和实现RS-485通信协议,并保证数据安全性和可靠性;3. 如何处理和存储大量的抄表数据,保证系统的稳定性和高性能;4. 如何设计和实现抄表算法,提高数据准确性和抄表效率。
三、预期成果本项目的预期成果包括:1. 基于嵌入式Linux的RS-485抄表系统原型机的设计和实现;2. 抄表系统软件和固件的开发和实现;3. 项目文档和用户手册的撰写和发布。
四、项目进度安排本项目的主要里程碑和时间安排如下:1. 需求分析和系统设计(一周):对抄表系统的需求进行分析和梳理,撰写设计文档;2. 硬件选型和原型制作(两周):选定硬件平台和组件,进行原型制作和测试;3. 软件设计和实现(四周):进行嵌入式软件和固件的设计和实现,包括网络和串口通信模块、RS-485协议、抄表算法等;4. 测试和调试(两周):进行系统测试和调试,包括硬件和软件;5. 项目文档和用户手册(一周):撰写项目文档和用户手册,发布成果。
基于485总线的双机通信实验程序和电路图

课程名称现场总线(实验三)专业班级电信1012学号2010118504150学生姓名朱胜强指导教师范玉刚实训地点德信楼2013 年5 月10 日基于485总线的双机通信实验一、实验目的1、理解基于485总线的51系列单片机通讯原理。
2、理解现场仪表的通讯过程二、实验内容1、使用串口实现单片机1与单片机2的数据通信,实现互相控制。
要求按下单片机1系统板上的按键,单片机2系统板上LED点亮。
三、实验环境1、编程软件keil2、仿真软件proteus四、实验原理MAX487芯片用于电平转换,实现RS487电平与TTL电平(单片机)的互相转换。
本次实验单片机之间通信不使用握手信号,只需3根信号线:TXD(发送线),RXD(接收线),GND(地线)。
单片机之间通信的原理图如图1所示,当单片机1(主机) 查询外接控制开关S3按下时,单片机1发送一个自定义信号给单片机2(从机),单片机2收到信号后点亮指示灯LED4。
图1 单片机之间通信的原理图五、实验过程实验程序:#include<reg52.h>#define uchar unsigned char //宏定义#define unit unsigned int //宏定义sbit anjian=P1^0; //定义按键的位sbit re=P1^1; //MAX487的读写使能控制位unsigned char rec_c;uchar num;uchar code table[]={0xff,0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //数码管显示数//延时函数void delay(unit z){unit x,y;for(x=z;x>0;x--);for(y=110;y>0;y--);}//主函数void main(){TMOD=0x20; //定时器1工作方式2TH1=0xFD; //11.0592Mhz 9600bpsTL1=0xFD;TR1=1; //启动定时器1SCON=0x50; //模式1:8位数据可变波特率,允许接收EA=1; //打开总中断ES=1; //打开串口1中断re=0;P0=0xff;while(1){if(anjian==0) //判断按键{delay(5);if(anjian==0) //按键消抖动{while(!anjian);re=1; //使MAX487能写num=num+1;if(num==11){num=0;}ES = 0; //关串口中断SBUF=table[num]; //发送值while(!TI); //判断发送是否完成TI=0; //发送完成标志位清零ES = 1; //打开串口中断re=0;}}}}//中断接收函数void rec() interrupt 4{RI=0; //清除串口中断接收标志位rec_c=SBUF; //读串口缓冲区值P0=rec_c; //数码管显示}实验仿真电路图:六、体会与总结这个实验应该是这几个实验中最难的一个了,也是我费了很长的时间才出来的结果,到最后的结果页是发送和接收这个功能是正常了,就是发送自己这边的数码管显示会变成8,对方的接收是正常。
1005074022_刘龙_电子信息工程_采用485总线设计的双向控制系统终端.

学校代码:11059学号:1005074022HeFei University毕业论文(设计)BACH ELOR DISSERTATION论文题目:采用485总线设计的双向控制系统终端学位类别:工学学士学科专业:电子信息工程作者姓名:刘龙导师姓名:倪敏生完成时间:2014年5月20日采用485总线设计的双向控制系统终端中文摘要本次设计借助实物系统模型,详细阐明了采用485总线设计的双向控制系统终端的基本概念及其工作原理,文中分别介绍了单片机最小系统模块、RS485总线通信模块、数码管显示模块和遥控器控制的工作原理以及其在双向闭路电视系统控制终端中的应用。
论文依据模块化设计思想分别阐述了硬件和软件设计。
单片机最小系统、数码管显示电路、以及RS485总线通信电路组成硬件电路。
软件设计方面主要包括主程序处理模块、数码管显示模块以及RS485总线通信模块。
此次终端系统电路原理图的设计与仿真是使用Altium Designer软件来完成,控制芯片采用STC89C52单片机。
将远程控制部分、数码管显示部分、遥控控制部分等结合在一起。
系统最终成功实现了对遥控器信号的接收、数码管的频道显示、蜂鸣器发出声响以及发光二极管的闪烁等功能。
关键词:单片机;数码管;RS485;Altium Designer;485 Bus designusingtwo-waycontrolsystem terminalABSTRACTWith this design, the physical system model, elaborated a two-way closed-circuit television system control terminal of the basic concepts and how it works , introduced the smallest single-chip system module , RS485 bus communication module , LED display module and works well as remote control its control terminal application in two-way closed-circuit television system .Papers were elaborated based on modular design of the hardware and software design. Hardware circuit section includes the smallest single-chip system , the digital display circuit , as well as RS485 bus communication circuit ; software design includes the main program processing module, LED display module and RS485 bus communication module.The system uses a single-chip design and simulation STC89C52 control chip , the use of Altium Designer software for circuit diagram of the remote control section , digital display combine parts, such as remote control section . The ultimate success of the system realizes the remote control signal receiver , the digital channel display , the buzzer sounds and the LED flashes and other functions.Keywords: microcontroller ; digital pipe ; RS485; Altium Designer;目录第一章前言 (1)1.1 系统简介 (1)1.2 课题研究的背景 (1)1.3 课题研究现状与发展趋势 (2)1.4 课题研究的内容 (2)第二章系统设计 (4)2.1 系统设计任务 (4)2.2 总体方案分析 (4)2.2.1.处理中央模块 (5)2.2.2.频道显示模块 (5)2.2.3.电源转换模块 (5)2.2.4.RS485总线接口模块 (5)2.3 系统功能及组成 (5)2.3.1 系统功能 (5)2.3.2 系统组成 (6)2.4 系统工作原理 (7)第三章硬件设计 (9)3.1 硬件设计平台 (9)3.2 单片机最小系统的设计 (9)3.2.1 STC89C52单片机简介 (10)3.2.2 电源电路的设计 (11)3.2.3 复位电路设计 (11)3.2.4 振荡电路设计 (12)3.3 显示电路设计 (13)3.4 RS485通信电路设计 (14)3.5 单片机资源分配 (15)第四章软件设计 (16)4.1 软件设计平台 (16)4.2 软件设计思想 (16)4.2.1 现场操作部分程序设计思想 (16)4.2.2 远程控制部分程序设计思想 (16)4.3 主处理程序设计 (17)4.4 数码管显示程序设计 (19)4.5 控制模块程序设计 (19)4.6 RS485总线通信程序设计 (20)4.6.1 数据格式 (20)4.6.2 通信协议 (21)第五章总结 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录1 原理图 (26)附录2 源程序 (27)第一章前言黑板和粉笔的教学方式在我国已经走过了一个很长的发展历程,但是由于其书写、擦除费力,粉尘污染严重、信息交流迟缓,信息不可重复等原因使其逐渐的不再适应现代化的教学方式。
485 总线多机通信控制装置主电路设计原理

485 总线多机通信控制装置主电路设计原理
485 总线多机通信控制装置主电路的设计原理如下:
1. 串口通信模块:485 总线多机通信控制装置主电路通常包含一
个或多个串口通信模块,用于与外部设备进行数据交互。
这些串口通
信模块可以支持不同的通信协议,如 RS-232、RS-485 等。
2. 微控制器或处理器:主电路中的微控制器或处理器负责控制整
个系统的运行。
它接收来自串口通信模块的数据,并根据预设的通信
协议进行解析和处理。
同时,它还可以发送控制命令到外部设备。
3. 电源管理模块:电源管理模块为整个系统提供稳定的电源供应。
它可以包括电源转换电路、滤波电路和电源保护电路等,以确保系统
在不同的电源环境下正常运行。
4. 数据存储模块:主电路可能包含数据存储模块,用于存储系统
配置信息、通信数据等。
这可以是内部的 Flash 存储器、EEPROM 或
外部的 SD 卡等。
5. 扩展接口:为了满足不同的应用需求,主电路可能提供一些扩
展接口,如 GPIO 接口、SPI 接口、I²C 接口等。
这些接口可以用于连
接外部传感器、执行器或其他扩展模块。
6. 状态指示模块:主电路还可以包括状态指示模块,用于显示系统的运行状态,如电源指示、通信指示等。
在设计 485 总线多机通信控制装置主电路时,需要考虑到通信协议的兼容性、电气特性、抗干扰能力等因素。
同时,还需要根据具体的应用场景和需求进行定制化设计,以满足特定的功能和性能要求。
机械自动化控制系统中RS485-光-CAN通信模块设计与开发的开题报告

机械自动化控制系统中RS485-光-CAN通信模块设计与开发的开题报告一、选题背景随着中国制造业的发展,机械自动化控制系统的需求不断增加。
其中,机械自动化系统中的各个设备需要进行通信,以实现协同工作。
而通信技术的发展,为机械自动化系统的实现提供了更为便捷和高效的方式。
RS485、光纤和CAN总线都是在机械自动化系统中广泛使用的通信技术。
本课题中将研究并实现机械自动化系统中RS485、光纤和CAN总线之间的通信模块设计与开发。
二、研究目标1、研究RS485、光纤和CAN总线的通信协议及其应用;2、研究RS485、光纤和CAN总线通信模块的硬件设计及接口设计;3、实现RS485、光纤和CAN总线之间的通信。
三、项目内容1、RS485、光纤和CAN总线的通信协议及其应用通信协议是机械自动化控制系统中设备之间通信的基础。
RS485、光纤和CAN总线都是机械自动化控制系统中常用的通信协议。
本项目将研究这三种协议并分析它们在机械自动化系统中的应用。
2、RS485、光纤和CAN总线通信模块的硬件设计及接口设计通信模块的硬件设计和接口设计是实现通信的关键。
本项目将研究RS485、光纤和CAN总线通信模块的硬件设计和接口设计,并选择合适的芯片和元件,设计符合要求的通信模块。
3、实现RS485、光纤和CAN总线之间的通信最后,本项目将实现RS485、光纤和CAN总线之间的通信。
通信模块的测试和调试将在实现过程中进行。
四、研究意义本项目的研究内容与目标都直接针对机械自动化控制系统的需求,实现通信技术的应用,为机械自动化控制系统的发展提供技术支持和帮助。
同时,本项目的研究和实现将有助于提高通信模块的稳定性和可靠性,从而提高机械自动化控制系统的整体性能,为实现智能制造和工业4.0做出贡献。
五、预期成果1、掌握RS485、光纤和CAN总线通信协议及其应用;2、具备RS485、光纤和CAN总线通信模块的硬件设计和接口设计能力;3、实现RS485、光纤和CAN总线之间的通信,并进行测试和调试。
485与CAN总线协议转换器的研究与设计的开题报告

RS232/485与CAN总线协议转换器的研究与设计的开题报告一、研究背景及意义随着现代工控系统的迅速发展,不同的通信协议被广泛应用于不同的工业自动化设备中。
而 RS232/485 和 CAN 总线是当前工业领域广泛应用的两种通信协议,它们在不同的工业自动化设备中都扮演着非常重要的角色。
RS232/485 是一种基于串口通信的协议,适用于较短距离的数据传输,通信速率较慢,但稳定性较好,可靠性高,广泛应用于工业自动化中的传感器、执行器、温控器等设备中。
而 CAN 总线则是一种基于网络通信的协议,适用于数据量大、传输距离长、通信速度快的场景,具有高速、实时性强、抗干扰能力强等特点,广泛应用于汽车、机床、电力等领域。
因此,对于一些需要同时使用 RS232/485 和 CAN 总线的工业自动化设备来说,需要一种能够实现 RS232/485 和 CAN 总线之间的转换的协议转换器,以实现两种通信协议之间的数据交换和共存,这就是本次研究的背景和意义。
二、研究内容和方案为了实现 RS232/485 和 CAN 总线之间的数据交换和共存,本次研究将针对 RS232/485 和 CAN 总线的通信协议进行深入的研究,制定出相应的协议转换方案,主要包括以下几个方面:1. 确定 RS232/485 和 CAN 总线的通信协议及其特点。
2. 设计基于嵌入式系统的协议转换器,采用 ARM 处理器作为主控芯片,通过串口和 CAN 总线通信模块实现 RS232/485 和 CAN 总线之间的数据交换和转换。
3. 设计合理的硬件电路,包括电源电路、信号调理电路、信号隔离电路、保护电路等。
4. 利用 keil C 编译器进行软件开发和程序调试,并对其进行模拟测试和实际测试,验证协议转换器的性能和稳定性。
5. 改进协议转换器的性能和功能,增强其实用性和普适性。
三、研究预期结果通过本次研究,将实现 RS232/485 和 CAN 总线之间的数据交换和数据共存,提高了工业自动化设备的通信能力和数据传输效率,能够更好地满足工业自动化设备对通信协议的多样性和实时性的需求。
485总线协议

485总线协议简介485总线协议是一种常用的串行通信协议,用于在远距离通信中传输数据。
它可以实现多个设备之间的双向通信,具备高可靠性和抗干扰能力。
本文将介绍485总线协议的基本原理、通信方式以及应用案例。
基本原理485总线协议采用差分信号传输,即通过两根信号线来传输数据。
其中,一根线为A线,另一根线为B线。
通过在这两根线之间传输电压差来表示二进制数据。
当A线高电平,B线低电平时,表示逻辑1;当A线低电平,B线高电平时,表示逻辑0。
通过这种方式,485总线协议实现了数据的传输。
通信方式485总线协议支持两种主要的通信方式:半双工和全双工。
半双工通信在半双工通信中,数据的传输是单向的,即一次只能有一个设备发送数据,其他设备只能接收数据。
设备在发送数据之前必须先获取总线的控制权,然后开始发送数据。
其他设备在接收到数据后,可以进行相应的处理。
半双工通信适用于需要轮流发送数据的场景,如监控系统中的传感器数据采集。
全双工通信在全双工通信中,数据的传输是双向的,即多个设备可以同时发送和接收数据。
设备之间不需要获取控制权,可以自由地发送和接收数据。
全双工通信适用于需要设备之间实时交互的场景,如工业自动化系统中的控制指令传输。
应用案例485总线协议在各个领域都有广泛的应用。
下面将介绍几个典型的应用案例:工业自动化在工业自动化系统中,485总线协议被广泛应用于传感器和执行器之间的数据传输。
通过485总线,可以实现对温度、压力、流量等参数进行实时监控和控制。
工业自动化系统通常包括多个设备,通过485总线协议可以实现设备之间的高效通信,提高生产效率和质量。
楼宇自控楼宇自控系统是对大型建筑物进行智能化管理的重要手段。
485总线协议在楼宇自控系统中扮演了重要的角色。
通过485总线协议,可以实现对灯光、空调、安防等设备的集中控制和管理。
这样可以提高楼宇的能源利用率,降低运营成本。
环境监测环境监测系统通常需要监测大面积的环境参数,如气温、湿度、气体浓度等。
-采用485总线设计的双向控制系统终端

HEFEI UNIVERSITY毕业设计(论文)开题报告题目采用485总线设计的双向控制系统终端系别电子信息与电气工程系年级专业(班级) 10级电子信息工程(2)班姓名刘龙指导老师倪敏生完成时间2014年3月16日合肥学院电子信息与电气工程系毕业设计(论文)开题报告附页:一、研究背景目前在各级中小学普及闭路电视教案系统已成为蓬勃之势。
国家教委已将闭路电视教案系统作为各类学校电化教案的标准配备,并以此标准对各学校进行考核。
如最近进行的全国千所试点校评估工作中,就已将闭路电视系统作为一项必要条件进行考核。
闭路电视及双向控制系统一方面可以接入卫星电视信号,向系统内转播各类电视节目,如中央一套、中央二套、中央三套、中国教育一套、中国教育二套、中国教育三套及各省卫星节目;一方面可以通过安装在教室的机顶盒和16-64路多通道视频服务器点播等各类教案课件(目前这类教案课件在市场上十分普遍,覆盖各科类和各年级);同时亦可以通过该套系统实现校长电视讲话、各类会议现场直播,转播电视示范教案等诸多功能。
大力建设闭路电视教案及双向控制系统是现代教育技术发展需要。
现代教育技术发展的一个重要趋势就是要引进电视教案、多媒体教案、远程教案等现代化教案模式。
而闭路电视教案及双向控制系统无疑是实现这种教案模式简捷实用的方法。
据统计,美国在过去短短几年时间里,就有超过六万所中小学安装了闭路电视教案系统。
现在国内各级中小学在安装闭路电视方面也显示出了旺盛的势头。
21世纪是信息时代,数字双向教案的应用将迅速普及到教育行业中。
可以说,对于信息的获取、公布和沟通直接影响到教案质量的兴衰成败。
同时,在数字化时代,各种新技术、新概念、新的教案方式都将极大地影响到学校的发展。
面对国际信息化的潮流,中国的教育业只有尽快实现与国际接轨,才能进一步提高教案质量,培养更多的优秀人才,走科教兴国之路。
在我国,数字双向交互系统作为信息产业高速发展的产物,正逐渐成为一项广泛的行业应用。
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HEFEI UNIVERSITY毕业设计(论文)开题报告题目采用485总线设计的双向控制系统终端系别电子信息与电气工程系年级专业(班级) 10级电子信息工程(2)班姓名刘龙指导老师倪敏生完成时间 2014年3月16日合肥学院电子信息与电气工程系毕业设计(论文)开题报告学生:刘龙班级:10电子(2)班论文题目采用485总线设计的双向控制系统终端导师姓名倪敏生可行性方案分析可行性方案分析见附页参考文献[1]张伟.高等院校多媒体教学的现状及对策[J].信息技术,2014,27(1):42-45.[2]王建校等. 51系列单片机原理及C51程序设计[M].北京:科学出版社出版,2001.[3]何希才.稳压电源电路的设计与应用[M].北京:中国电力出版社,2006.[4]柳建光,李德峰.51单片机几种实用的复位电路设计[J].数字技术与应用,2012,12(3):98-100.[5]李晶皎,刘天华,丁言镁.液晶显示器的C语言程序设计[M].北京:科学出版社,2005.[6]柳灵龙,王健.基于485总线的现场声光报警器电路设计与实现[J].可编程控制器与工厂自动化,2012,21(7):100-102.[7]徐晓建.浅谈单片机应用系统的设计方法[J].科技资讯,2012,32(34):112-116.[8]郭天翔.单片机C语言教程[M].北京:电子工业出版社,2009.[9]潘晓宁.单片机程序设计实践教程[M].北京:清华大学出版社,2009.[10]谭浩强.C语言程序设计[M].北京:清华大学出版社,2000.[11]潘新民,王燕芳.微型计算机控制技术[M].北京:电子工业出版社,2010.开题小组及教研室意见开题小组签名:年月日附页:一、研究背景目前在各级中小学普及闭路电视教学系统已成为蓬勃之势。
国家教委已将闭路电视教学系统作为各类学校电化教学的标准配备,并以此标准对各学校进行考核。
如最近进行的全国千所试点校评估工作中,就已将闭路电视系统作为一项必要条件进行考核。
闭路电视及双向控制系统一方面可以接入卫星电视信号,向系统内转播各类电视节目,如中央一套、中央二套、中央三套、中国教育一套、中国教育二套、中国教育三套及各省卫星节目;一方面可以通过安装在教室的机顶盒和16-64路多通道视频服务器点播等各类教学课件(目前这类教学课件在市场上十分普遍,覆盖各科类和各年级);同时亦可以通过该套系统实现校长电视讲话、各类会议现场直播,转播电视示范教学等诸多功能。
大力建设闭路电视教学及双向控制系统是现代教育技术发展需要。
现代教育技术发展的一个重要趋势就是要引进电视教学、多媒体教学、远程教学等现代化教学模式。
而闭路电视教学及双向控制系统无疑是实现这种教学模式简捷实用的方法。
据统计,美国在过去短短几年时间里,就有超过六万所中小学安装了闭路电视教学系统。
现在国内各级中小学在安装闭路电视方面也显示出了旺盛的势头。
21世纪是信息时代,数字双向教学的应用将迅速普及到教育行业中。
可以说,对于信息的获取、公布和沟通直接影响到教学质量的兴衰成败。
同时,在数字化时代,各种新技术、新概念、新的教学方式都将极大地影响到学校的发展。
面对国际信息化的潮流,中国的教育业只有尽快实现与国际接轨,才能进一步提高教学质量,培养更多的优秀人才,走科教兴国之路。
在我国,数字双向交互系统作为信息产业高速发展的产物,正逐渐成为一项广泛的行业应用。
数字双向交互教学系统能帮助学校提高现代化、科技化水平,充分显示学校形象与档次,增加学校特色教学项目种类,有助于学校在教学中独树一帜,获得师生和家长的青睐,并可为学校带来直接显著的教与学的质量提高。
二、主要内容设计一台系统终端设备,它通过485总线接收远程控制指令,控制本地(教室)电视机的频道;能接收本地遥控器的信息,并将该信息通过485总线上传到远端控制中心,由控制主机实现对节目源的控制。
需要研究的问题如下:1、它通过485总线(接口芯片为MAX485)接收上位机控制信号,并根据上位机指令要求操作:(1)控制电视的电源(控制一个开关的通、断)2、接收本地遥控器信号,并根据指令要求操作:(1)当终端接收到遥控器信号时,终端上的发光二极管闪烁并通过蜂鸣器发出响声(表示接收到遥控信息)。
(2)在终端上通过数码管显示被占用的远控设备号码(1-16循环)(3)将被占用的远控设备号码通过485总线传给上位机。
三、系统总体设计1.设计思路由双向控制系统终端的设计任务和要求可以看出,本系统需要设计以单片机STC89C52为控制核心,控制和显示闭路电视现场的状态,并能与PC机实现远程联机;PC机可以通过RS485总线来控制和读取现场闭路电视的两组信号——电源开关、频道信息。
其总体方案设计框图如图1所示的。
遥控器频道单片机RS485总线上位机图1 系统总体设计框图由总体方案设计框图可以看出,双向控制系统终端可以划分为:中央处理模块、电源转换模块、信息显示模块以及RS485总线接口模块。
2. 各部分功能概述(1)中央处理模块中央处理模块是本系统的核心部分,即CPU部分,主要的工作任务是数据传输、处理和控制等。
本系统中中央处理模块可以采用STC89C52的单片机。
(2)电源转换模块电源转换电路是将相对较高的电压转换为适合本电子系统可以正常运行的电源电压的电路,该电路是任何电子系统稳定运行的基础电路,任何电子系统都不能缺少电源转换和稳压电路,只有正确合理的设计了电源转换和稳压电路才能保证电子系统的正常、稳定的运行。
在本课题中,设计输入电压为直流9~12V,输出为直流5V/0.5A,根据该参数可以选择三端稳压芯片采用LM7805。
(3)信息显示模块信息显示是指频道的显示,当终端接收到遥控器信号时,终端上的发光二极管闪烁并通过蜂鸣器发出响声,并在数码管显示频道号码。
(4)RS485总线接口模块RS-485总线接口具有良好的抗噪声干扰性,长的传输距离和多站能力等优点得到了广泛的应用。
本系统中RS485总线接口芯片采用MAX485芯片。
四、系统模块方案4.1 系统功能结构双向控制系统终端的主要功能是单片机通过RS485与PC 机进行远程、双向信息传输,单片机能实时采集现场信息传输给上位机,上位机也能通过总线发送命令来控制现场状态。
因此,本系统的功能结构可以分为现场控制部分和远程控制部分。
远程控制部分功能结构是:上位机向单片机发送控制命令,比如打开电视机,则单片机正确接收到命令以后,立即驱动继电器闭合以接通电视机电源;如果是切换频道到15频道,则单片机正确接收命令以后,驱动显示频道的数码管显示15;上位机也可以发送查询命令,查询电视机的状态,单片机正确接收到查询命令以后,立即读取当前电视机的各信息的状态发送到上位机端,以便信息中心的老师能远程了解现场的状态。
4.2 系统组成通过方案的确定以及功能的明确,可以得到系统的结构组成如图2所示。
图2系统结构图遥控器数码管显示STC89C52RS485总线上位机继电器TV红外接收头蜂鸣器五、技术路线5.1 RS485通信电路设计RS-485总线,在要求通信距离为几十米到上千米时,广泛采用RS-485 串行总线。
数据信号采用差分传输方式,也称作平衡传输,它使用一对双绞线,将其中一线定义为A,另一线定义为B。
通常情况下,发送驱动器A、B之间的正电平在+2~+6V,是一个逻辑状态,负电平在 -2V~-6V,是另一个逻辑状态,另有一个信号地C,在RS-485中还有一“使能”端。
“使能”端是用于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。
当“使能”端起作用时,发送驱动器处于高阻状态,称作“第三态”,即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。
RS-485采用半双工工作方式,任何时候只能有一点处于发送状态,因此,发送电路须由使能信号加以控制。
RS-485用于多点互连时非常方便,可以省掉许多信号线。
应用RS-485 可以联网构成分布式系统,其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。
RS-485采用平衡发送和差分接收,因此具有抑制共模干扰的能力。
加上总线收发器具有高灵敏度,能检测低至200mV的电压,故传输信号能在千米以外得到恢复。
RS-485可以采用二线与四线方式,二线制可实现真正的多点双向通信。
其最大传输距离约为1219米,最大传输速率为10Mbps。
平衡双绞线的长度与传输速率成反比,在100Kbps速率以下,才可能使用规定最长的电缆长度。
只有在很短的距离下才能获得最高速率传输,一般100米长双绞线最大传输速率仅为1Mbps。
5.2通信协议在本设计中,上位机需要实时了解和控制本地的状态有电视是否打开、声音的大小、当前的频道等,为了通信的时候可以区分这些状态,在RS485总线通信中需要建立通信协议和数据格式,对于不同信息或者状态都需要命名一个地址,这样上位机和下位机的通信就可以根据地址来区分数据包是针对于哪个信息或状态。
5.2.1 数据格式数据格式可以定义如表1所示。
表1 数据格式第一字节第二字节第三字节第四字节第五字节帧头帧长地址命令/数据效验说明:1、通信数据包的帧头定义为:0xdf;2、帧长定义为整个数据包的长度:0x05;3、地址定义为:电源:0x11频道:0x224、效验定义为数据包的各个字节的异或值,即:效验=帧头^帧长^地址^数据。
数据格式定义好以后,双方通信就好比有了一个令牌,就可以有章可循了。
但是,数据正确接收以后,要想知道这个数据包是什么意思,就还需要定义一个通信协议。
5.2.2通信协议通信协议是指单片机与上位机之间的通信规约。
当单片机接收到上位机发送过来的数据包之后,依靠通信规约来解包,然后做出正确的反应。
通信协议规定如下:1、参数设置命令参数设置主要是PC机远程设置本地电视机的状态,比如开关机、调节频道。
参数设置命令为:帧头帧长地址命令/数据效验参数设置命令除了数据字节为BCD码以外,其余都是十六进制数据。
2、参数读取命令参数读取主要是PC机远程读取本地电视机的状态,比如开关机、调节音量和频道。
参数读取命令为:帧头帧长地址命令效验参数读取命令可以读取某一状态的信息,也可以一条命令读取全部的信息。
设置0xaa 为读取命令,0x00为广播地址,也就地址为0x00的读取命令是读取本地电视机全部的状态信息。
六、时间安排(1)第6周查阅文献、资料,确定总体方案;(2)第7 — 8周利用Altium Designer或其它仿真软件设计电路;(3)第8 — 9周搭建具体电路;(4)第10 — 12周与做本题第二部分的部分同学合作进行电路的整体调试;(5)第15 — 16周与做本题第二部分的同学合作整理论文,准备答辩。