基于RS-485总线和MCU的频率合成器设计
基于RS-485总线的开关量采集模块设计
安徽工程科技学院毕业设计（论文）基于RS-485总线的开关量采集模块设计摘要RS－485是现在使用十分广泛的一种布网方式。
随着数字技术的发展和计算机日益广泛的应用，现在一个系统往往由多台计算机或测控点组成，需要解决多站、远距离通信的问题。
在计算机自动控制系统急速发展的今天，特别是考虑到现场总线已经普遍地渗透到自动控制的各个领域的现实，现场总线必将成为电工自动控制领域主要的发展方向之一。
本文设计了一种基于RS-485总线的开关量采集模块，属于实践性课题。
该模块主要运用于工业现场的开关量采集，系统以A T89C52单片机作为系统的控制器，以转换接口芯片SN75LBC184实现RS-485通信标准，通过四片光耦TP521-4对16路开关量采集线路进行处理，用DC/DC电源模块WR24S5对系统进行供电。
在系统设计时，考虑到工业现场的复杂环境，采用了抗干扰措施。
系统采用看门狗技术解决了飞程序和死循环，软件程序的设计也考虑了抗干扰措施，尽量选用低功耗器件，此部分选用X5045。
在系统设计时，考虑到工业现场的复杂环境，软件程序的设计考虑了抗干扰措施，尽量选用低功耗器件并且所有输入、输出采用光藕隔离。
系统工作可靠，功耗低，具有一定的应用价值。
关键词：现场总线；单片机；抗干扰如需此论文Word版本，单片机程序/单片机技术支持，请访问: 嵌入式应用软件园。
Design of Digital signal Input Module Based on RS-485 BusAbstractRS-485 is the present uses the very widespread one kind to spread a net the way. Along with digital technique's development and the computer day by day widespread application, now a system often is composed of many computers or the observation spot, needs to solve the multi-stations, the remote communication question. Today which develops rapidly in the computer automatic control system, specially considered the field bus already generally seeped to the automatic control each domain reality, the field bus will certainly to become one of electrician automatic control domain main development directions.This article has designed one kind based on the RS-485 main line's switch quantity gathering module, belongs to the practical topic. This module mainly utilizes in industry scene switch quantity gathering, the system takes system's controller by at89C52 monolithic integrated circuit, Transforms connection chip SN75LBC184 to realize the RS-485 correspondence standard, carries on processing through four light pair TP521-4 to 16 group switch quantity gathering line, carries on the power supply with DC/DC power source module WR24S5 to the system.When system design, considered industry scene complex environment, has used the anti-jamming measure. The system used the watch-dog technology to solve flew the procedure and the endless loop, the software routine design had also considered the anti-jamming measure, selected the low power loss component as far as possible, this part selected X5045.When system design, considered the industry scene the complex environment, software routine's design had considered the anti-jamming measure, selects the low power loss component as far as possible, and all inputs, the output use the light lotus root isolation. The system operation reliable, the power loss is low, has certain application value.Keywords: Field bus; Microcontroller; Anti-jamming目录引言 (7)绪论 (8)第1章方案论证 (10)第2章系统硬件设计 (12)2.1信号处理电路 (12)2.1.1 AT89S52特性描述 (12)2.1.2 AT89S52晶振连接电路 (15)2.2485通信电路 (15)2.2.1 RS-485 (16)2.2.2 RS-485注意问题 (16)2.2.3 SN75LBC184P (17)2.3信号采集电路 (20)2.3.1 光耦的参数 (20)2.3.2 TLP521-4的内部结构图 (20)2.3.3 引脚介绍 (21)2.3.4 TP521-4温度与集电极功耗曲线 (21)2.4看门狗电路 (21)2.4.1 X5045概述 (21)2.4.2 X5045产品特性 (22)2.4.3 X5045的工作原理 (23)2.4.4 X5045的操作指令 (25)2.5电源模块 (25)2.5.1 模块基本原理 (26)2.5.2 WR24S5典型连接图 (26)2.5.3 使用时的注意事项 (26)2.6硬件连接 (27)2.6.1 电路抗干扰技术 (27)2.6.2 单片机与晶体的连接 (28)2.6.3 单片机与看门狗X5045的连接 (28)2.6.4 光耦的连接 (29)2.6.5 电源部分 (29)2.6.6 RS-485接口芯片的连接 (29)2.6.7 指示灯部分设计 (30)第3章软件程序的设计 (32)3.1T0中断程序的设计 (32)3.2串行中断程序的设计 (33)第4章结论与展望 (35)4.1结论 (35)4.2展望 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录A 硬件电路图 (38)附录B 英文文献及中文翻译 (39)附录C 文献摘录 (43)插图清单图1-1 设计结构框图 (10)图2-1 AT89S52引脚图 (13)图2-2 内部振荡电路连接图 (15)图2-3 浪涌波形——结合波 (17)图2-4 SN75LBC184引角图 (18)图2-5 功能逻辑图 (18)图2-6 输入与输出示意图 (19)图2-7 TP521-4内部结构图 (20)图2-8 TLP521-4温度与集电极功耗曲线 (21)图2-9 X5045引脚图 (22)图2-10 DC/DC－WR系列电路基本原理图 (26)图2-11 WR24S5典型连接图 (26)图2-12 单片机抗干扰连接图 (27)图2-13 晶振连接图 (28)图2-14 X5045连接图 (28)图2-15 TLP521连接图 (29)图2-16 WR24S5连接图 (29)图2-17 SN75LBC184P连接图 (30)图2-18 LED1连接图 (30)图2-19 LED2连接图 (31)图3-2 串行中断程序流程图 (34)表格清单表2-1 P1口引脚的第二功能 (13)表2-2 P3口引脚的第二功能 (14)表2-3 驱动器功能表 (19)表2-4 接收器功能表 (19)表2-5 X5045的指令格式及其操作 (23)表2-6 状态寄存器的格式 (24)表2-7 受保护的EEPROM陈列地址 (24)表2-8 看门狗的超时周期选择 (24)表2-9 WREN命令和/WP引脚状态对状态寄存器的影响 (25)表2-10 X5045内部指令表 (25)引言随着现代化社会生活的迅速发展，工业自动化的程度越来越高，企业对信息化的要求也是与日俱增，这就导致了数字测控技术的飞速发展。
基于RS485总线技术的PC机与单片机多机通讯设计_田拥军
第17卷第2期 湖南工程学院学报 V o1.17.N o .22007年6月 Jour nal ofH unan I nstitute o f Eng i n eering June 2007收稿日期:2006-11-12作者简介:田拥军(1972-),男,硕士,研究方向:微计算机控制技术.基于RS485总线技术的PC 机与单片机多机通讯设计田拥军1,赵光强2,曾健平3(1.湖南理工职业技术学院信息工程系,湖南湘潭411104;2.湖南工程学院数理系,湖南湘潭411104;3.湖南大学应用物理系,湖南长沙410082)摘 要:采用SN75LBC184来实现RS232C 与RS485串行口的转换,从而使PC 机具备主从式多机通讯功能,实现对多个单片机组成数据采集终端的通讯与管理.约定一种简单和有效的串口通讯协议,根据这种通讯协议设计出单片机与PC 机串口通讯程序.关键词:RS485;单片机;通讯协议;SN75LBC184中图分类号:TP393.04 文献标识码:A 文章编号:1671-119X (2007)02-0019-050 引 言用PC 机作为工业自动控制的管理上位机,在现代自动控制技术和智能仪器仪表技术中应用越来越广泛.然而PC 机串行口为标准的RS232C 接口,RS232C 最大通信距离仅为15m ,同时RS232C 是点对点(即只用一对收、发设备)的通信,因此PC 机无法直接对多个下位机进行远离通讯和管理[1].选用RS485串行接口标准可以实现管理微机的远距离对下位机进行通讯管理.本文设计了一种简单实用的RS232与RS485转换电路,同时约定了通讯协议,设计了单片机与PC 机通讯程序.1 RS 485与RS 232转换电路设计1.1 RS 485串行口的特点RS485标准抗干扰能力强,传输速率高,传送距离远.采用双绞线,不用MODE M 的情况下,在100kbit/s 的速率时,可传送的距离为1.2km,若速率降到9600bit/s ,则传送距离可达15k m.它允许的最大速率可达10M b it/s .RS 485允许平衡电缆上连接32个发送器/接收器对,因此RS485适用于多点通信系统中.1.2 RS 485与RS 232转换电路设计管理微机不能直接与RS485接口,因此还须加上RS232C 与RS485的转换电路.RS232C 与RS485转换电路设计选用SN75LBC184芯片.SN75LBC184是美国TI 公司生产的一种RS485接口芯片,可在总线上连接64个收发器.其工作原理如图1所示.发送使能端DE 为高电平,SN75LBC184作为发送器,数据从第4脚输入,第6、7脚输出,其中7脚输出信号的非;接收使能RE 为高电平,SN75LBC184作为接收器,信号从6脚或7脚输入,1脚输出[2].利用SN 75LBC184设计的RS232C 与RS485转换电路如图2所示.选用PC 机的COM 2接口,但COM 2的9个端口只使用其中的RTS 、RXD 、TXD 与GND 四个端口,以构成简易的四线通信线路.该电路使用了三片光电耦合器TLP521-1进行隔离,这使PC 机与SN75LBC184之间完全没有了电的联系,从而提高了工作的可靠性.当RS232的RTS 端为逻辑电平1(-12V )时,光电耦合器的发光二极管不发光,光敏三极管不导通,输出端为TTL 逻辑电平1(+5V ),此时选中RS485的DE 端允许RS485接收,这样,RS232的TXD 端就可以发送数据(工作逻辑与RTS 端相似).当RS232的RTS 端为逻辑电平0(+12V )时,光电耦合器的发光二极管发光,光敏三极管导通,输出端为TTL 逻辑电平0(0V ),此时选中RS485的RE 端允许RS485发送.当RS485的R 端的输出为逻辑电平1时,光电耦合器发光二极管不发光,光敏三极管不导通,这样,在RS232输出停止时,其TXD电平为-12V,电容被充电到-12V以使其输出也变成-12V,即逻辑电平1;当其输出为逻辑电平0时,光电耦合器发光二极管发光,光敏三极管导通,这时,其输出为+5V,也在RS232逻辑电平0的范围之内,即为逻辑电平0.图1SN75LBC184逻辑功能图图2RS232/RS485电平转换器电路2串口通讯程序设计2.1通讯协议约定p系统中允许接有64台从机,它们的地址分别为00-3F H.p地址FFH是对所有从机都起作用的一条控制命令,为管理微机广播指令,所有单片机接收从管理微机发送来的数据.p管理微机发送的控制命令代码为00H时要求从机接收数据块,01H时要求从机发送数据块,其它为非法命令.p每次收发数据块的长度为10个字节.p波特率设计为2400b/s,数据格式用8位数据,1个停止位,无奇偶校验.p管理微机采用查询方式接收和发送数据,单片机采用中断方式接收地址帧和命令帧,查询方式接收和发送数据.p检验方式采用累加和校验,握手信号采用软件握手.p管理微机要求与从机通讯时则先发送从机地址,从机响应后发回地址,PC机随后发送控制命令代码,从机根据命令代码来调用发送与接收程序.p接收方在收到发送方发送过来的校验和后与自己所累加的校验和相比较,相同则回送一个/Y0(ASCⅡ码为59H),表示传送正确并结束本次的通信过程;若不相同则回送一个/N0(ASCⅡ码为4E H),表示传送不正确,并要求发送方重新发送数据,直到接收正确为止.p单片机通讯采用R7作为发射与接收计数器,R6作累加和寄存器用.2.2单片机通讯程序设计串行口选择工作方式1,其波特率由定时器T1的溢出率与S MOD位同时控制.定时器T1则选操作模式2,S MOD=0波特率不增倍,单片机的振荡频率fosc选11.0592MH z,波特率设定为2400b/s.单片机通讯程序主流程图如图3(a)所示.单片机采用中断方式接收PC机发来的地址帧与命令帧.如PC机想要与某下位机通讯,则首先往总线上发送该下位机的地址,此时所有下位机均中断响应,比较总线上的地址是否与本机地址相符,如不符则退出中断程序,相符则发回地址.当地址为FFH时,所有的下位机均调用接收程序,接收PC机的广播数据,这种方式适合在自动控制过程中PC机对所有下位机进行相同的控制.PC机接收到下位机发来的地址后,向总线发送命令帧,当命令帧为00时,下位机发送数据给PC机;当命令帧为01时,下位机接收PC机发来的数据[3].单片机发送程序流程图如图3(b)所示.单片机每次发送10个字节的数据,每发送完一个字节,计算一次校验和.当数据发送完毕,则发送累加和,然后等待接收PC机的应答信号.如果PC机接收数据时计算的累加和与单片机发送的累加和一致,则表示数据无误,PC机发回59H(/Y0的ASCⅡ码);如累加和不一致,则表示数据出错,PC机发回4E H (/N0的ASCⅡ码).当单片机收到PC机的应答信20湖南工程学院学报2007年号为59H 时,结束本次发送;当单片机收到PC 机的应答信号为4E H 时;重新发送数据.单片机接收程序流程图如图3(C )所示.由于通讯协议约定的数据块长度为10字节,因此单片机每次接收10字节的数据.在每接收一个字节的数据后,计算一次累加和,10个字节的数据接收完后再接收从PC 机发来的累加校验和.把单片机计算的累加和与接收的累加和进行比较,相同则发回59H (/Y 0的ASC Ⅱ码)的应答信号给PC 机;累加和不同则发回4E H (/N 0的ASC Ⅱ码)的应答信号给PC 机,然后重新接收PC 机发来的数据.图3 单片通讯程序流程图2.3 PC 机通讯程序设计2.3.1 对8250的初始化可编程串行异步通信控制器(UART)8250是PC 机串行通信接口电路和核心,通过对8250的编程,可以控制串行数据的传送格式的速率.而且,串行通信接口不同,8250各寄存地址不同.若选COM 1,则8250各寄存器的地址为3F8H -3FEH;若选C OM 2,则8250各寄存器的地址为2F8H -2FE H.本设计选用COM 2作为单片机的串行通信接口[4].8250各寄存器的初始化程序放在主程序中,初始化顺序如下:(1)向通信线路控制寄存器LCR (2FB H )送80H,即寻址波特率除数寄存器.(2)向两个波特率除数锁存器(LSB 和M SB )送一个除数,计算方法如下除数=1843200A (16@波特率)=30H波特率除数锁存器2F9H 为00H,2F8H 为30H.其中1843200H z 为8250的工作频率.(3)根据数据帧格式的约定,当发送的是地址帧时,向通信线路控制器LCR (2FB H )送2B H 即00101001B ,作为地址帧的发送的接收标志.反之,当发送的是数据时,向通信线路控制器(2FB H )送3B H 即00111011B ,作为数据帧的发送和接收标志.(4)中断允许寄存器(2F9H )置为00H,以禁止中断,从而满足查询方式通信的要求.2.3.2 PC 机发送、接收一组数据程序PC 机发送一组数据子程序流程图如图4(a ).首先发送从机单片机的地址码,然后接收从机单片机回送的地址码,如相符则发控制命令字给从机.控制命令字为00H (单片机接收数据命令)以及01H (单片机发送数据命令).这里为PC 机发送数据,单片机接收数据操作,因此控制命令字为00H.控制命21第2期 田拥军等:基于RS485总线技术的PC 机与单片机多机通讯设计令字发送成功后,发送存放在s .txt 文件中的10帧数据,且计算累加和.数据发完后,发送累加和,然后接收单片机回送的应答信号,如应答信号为59H(/Y 0的ASC Ⅱ码),表示发送成功,完成本次发送,否则重新发送.PC 机接收一组数据子程序流程图如图4(b).PC 机在发送地址成功后,发送的控制命令字为01H(单片机发送数据命令),然后打开r .t x t 文件,接收的10帧数据存放在r .tx t 中,同时计算累加和.接收数据完成后,再接收单片机发送的累加校验和,把接收累加校验和与PC 机计算的累加和相比较,如相同则发回59H (/Y 0的ASC Ⅱ码),结束本次接收;否则发送4E H (/N 0的ASC Ⅱ码),重新接收数据.(a)PC 机发送一组数据子程序流程图 (b )PC 机接收一组数据子程序流程图图3 单片通讯程序流程图3 结束语本设计被用于作者所设计的电能管理系统,实践证明本设计性能稳定,通讯可靠.因此,可直接移植于其它工业自动控制设计中.参 考 文 献[1] 凌志浩.智能仪表原理与设计技术[M ].上海:华东理工大学出版社,2003:113-122.22湖南工程学院学报 2007年[2] 邓素萍.串行通信RS232/RS485转换器[M ].国外电子元器件,2001,(7):62-63.[3] 曹巧媛.单片机原理及应用[M ].第二版.北京:电子工业出版社:2002:128-144.[4] 赵 亮,侯国锐.单片机C 语言编程与实例[M ].北京:人民邮电出版社,2003:254-259.Design of DataM ult-i co mmunication Bet wee n PCand Si ngle Chip Co mputer Based on RS 485T I A N Y ong-jun 1,Z HAO Guang-qiang 2,ZENG Jian-p i n g3(1.D ept .o f Infor m ation Eng .,H unan V ocati ona l Institute o f T echno l ogy ,X iang tan 411104,Chi na ;2.Dept .ofM ath .&Phy .,H unan Instit ute o f Eng ine rr i ng ,X iangtan 411104,Ch i na ;3.D ept .of A pp lied Phy si cs ,H unan U n i versity ,Chang sha 410082,Ch i na)Abst ract :SN75LBC184is used to rea lize the s w itch ofRS232and RS485so that the personal co m puter has mu lt-ico mmunicati o n functi o ns .A si m p le and availab le co mmunicati o n protoco,l A cco r d i n g to th i s pr o toco,l the seri a l co mmunicati o n pr ogra mm e bet w een persona l co m puter and sing le ch i p co m puter is desi g ned .K ey w ords :RS485;si n g le ch i p co m puter ;co mm un icati o n pro toco;l SN75LBC184(上接第10页)[5] D j ukanov ic M,K ha mm ash M,V itta l V.A pp licati on oft he Struc t ured S i ngu l ar V a l ue T heory fo r Robust Stab ility and Contro lA nalysis i n M ulti m achi ne P o w er Syste m s part -I :F ra m e w ork D eve l op m en t[J].IEEE T rans .on P o w-er Sy stem s ,1998,13(4):1311-1316[6]Iwasak,i T.and R.E .Ske lt on .A ll Contro ll e rs for theG enera l H Control Prob le m:LM I Ex istence Conditions and State Space Fo r mu las [J].Autom atica ,1994,30(8):1307-1317.[7] X ie L ihua .Ou t put feedback H Contro l o f Syste m s W ithPa rame ter U ncerta i nty[J].In t .J .of Contro ,l 1996,63(4):741-750.Robust Control and Si m ulation of Flyi ng Control Syste mwit h W i de Operation RangeLI Ji n g-w ei(Schoo l of Infor m a tion Sc i ence and T echno logy ,X i am en U n i ve rs i ty ,X i am en 361005,Chi na)Abst ract :This paper deals w ith a class of para m etric uncerta i n ty w ith polyno m ial for m i n pertur bation para m eters .Based on opti m a l fitti n g m et h od ,a flying contro l syste m fitting i n to w i d e operation range is estab lished .For so m e fl y ing control syste m m odels ,the robust contr o lm ethod is proposed .The si m u lation de m onstrates that the m ethod is pactica.lK ey w ords :fitti n g ;uncerta i n ty syste m;fl y ing control syste m;r obust stabilization23第2期 田拥军等:基于RS485总线技术的PC 机与单片机多机通讯设计。
一种频率合成模块的设计和实现
一种频率合成模块的设计和实现随着技术的发展，计算机系统的能力不断增强，模块化的设计成为最常用的技术之一。
在信号处理方面，多种频率合成技术应运而生，成为系统中的重要组件。
这种技术有助于精确调节系统的工作频率，从而实现系统的高效运行。
本文介绍一种新型的基于频率合成技术的模块，该模块可以准确控制系统的工作频率。
一、频率合成基本原理频率合成是一种基于频率技术的多变频技术，它可以更精确地控制信号的频率和幅度，从而改变信号的特性。
频率合成的基本原理是：首先将一个频率拆分为多个不同频率的子信号，然后将这些子信号重新组合，形成一个新的频率信号，最后根据需要可以调整新信号的幅度，从而达到调节信号特性的目的。
二、设计模块本文设计了一种基于频率合成技术的模块，可以准确控制系统的工作频率。
该模块包括三部分：控制器、频率源和频率控制器。
控制器是主要控制部分，负责识别系统的输入信号，根据输入的内容判断需要的工作频率，并将命令发送给频率源和频率控制器。
频率源是信号来源，根据控制器控制，按照所需要的频率输出信号，并将其传递给频率控制器。
频率控制器负责调节信号的幅度，从而改变信号的输出频率。
三、实施过程本文的模块设计采用了系统的可编程方法，以方便应用不同的控制策略。
在实施过程中，将首先运行控制器，以识别系统的输入信号，根据输入的内容，自动确定应用的工作频率，并将命令发送给频率源和频率控制器，以改变信号的特性。
然后，频率源将根据上述指令，输出自定义的频率信号，并将其发送给频率控制器。
最后，频率控制器根据控制器的要求，调节信号的幅度，从而实现精确控制系统的工作频率。
四、性能分析本文提出的新型频率合成模块具有良好的稳定性，能够精确控制系统的工作频率，有效提升系统运行效率。
该模块具有较高的抗干扰能力和准确度，可以确保系统功能的可靠性和稳定性。
此外，该模块还具有节省空间、低成本、易于维护等优点，因而受到用户的欢迎。
五、结论本文提出了一种新型的基于频率合成技术的模块，该模块可以准确控制系统的工作频率，提高系统的运行效率。
基于单片机和RS-485总线技术实现励磁电源控制系统的设计
基于单片机和RS-485总线技术实现励磁电源控制系统的设计励磁调节系统是同步发电机一个十分重要的组成部分，其主要任务是向同步发电机的励磁绕组提供一个可调的直流电流或电压，从而控制机端电压的恒定，以满足发电机正常发电的需要。
近年来，微机励磁调节器以其硬件结构简单、清晰、设备通用性好、标准化程度高、软件灵活、能够方便实现多种功能和满足各种控制规律的要求等优点，在许多电力工业得到了广泛的应用。
但是，单微机励磁系统各环节可靠性再高，发生故障的可能仍然存在，为确保励磁系统的可靠运行，微机励磁调节器应提供网络化的可靠的通信接口，使远方的调度员或厂级工作人员能方便自如的开停机、升速升压、并网、调整功率（包括有功和无功）等操作。
为此，本文采用一台工控机作为上位机，通过多个RS-485工业控制总线实现对多台励磁电源的电流预置及数据采集。
使用微机励磁系统实现本地电流控制、励磁电源状态监控以及数据的采集，通过RS-485通讯口进行远程通信，从而构成了一个完整的励磁电源控制系统。
图1控制系统结构图根据实际需要，励磁电源控制系统的上位机采用工控机，使用了RS-485工业插卡，共有6个通讯口，而后面的多台励磁电源分配在这6个通讯口中，由工控机集中控制。
下位机由单片机及其它数字电路系统组成。
该系统的结构图如图1所示。
2微机励磁系统主回路微机励磁调节器随励磁电源运行工况的变化改变可控硅的导能控制角，从而达到自动调节发电机励磁电流的目的，保证励磁电源能输出稳定的负载电压。
图2励磁系统接线图励磁系统主回路接线方式如图2所示，励磁电源取自发电机出口母线，经励磁变压器LB将发电机电压变至合适的值供整流装置整流后供给发电机转子绕组。
整流电路采用三相桥式全控整流电路［1］，该电路的工作特点是，既可工作于整流状态，将交流变成直流作为发电机励磁电源，也可工作于逆变状态，将直流变成交流，实现逆变灭磁，释放励磁绕组的能量，从而达到保护发电机的目的。
波特率自适应RS-485中继器的设计
图 １ ＳＰ４８５芯 片 引脚 排 列
动切换 ，数据通讯实 时透 明传 输，不受总线波特 率变化 的影响 。
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１ ４８５接 口芯 片
一 。 ４８５通信接 口允许在 一对 双绞线上实现主从结构 的多 点双 向通
４８５接 口芯 片 采 用Ｓｉｐｅｘ公 司 增 强 型 低功 耗 半 双 工 ＳＰ４８５芯片 ［２１。
信 ，即一个主站 ，若干个从 站【ｌ１。它具有的噪声抑制能力 、数据传输速 ＳＰ４８５满足ＲＳ－４８５和ＲＳ一４２２规范 ，数 据传输 速率高达 ５Ｍｂｐｓ。
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图 ２ 通 讯 电路 原 理 图
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收 稿 日期 ：２０１６－０４－２０ 作者 简介：周德君（１９８２＿），男，安徽 马鞍 山人 ，浙江大学电 气工程及 自动化 专业，大学，主要研 究方 向为 冶金矿 山智能仪表 开发 。
设 计 开发
ＰＭ１．０；ＰＭ２．５ｌＰＭＩＯ浓度 的高八位和 低八 位 ，１７～２２为数据 保 留 成了蓝牙 的协议栈 ，所以我们用类似于 串口的方法操控这个蓝牙模
基才RS-485总线与无线射频的智能供暖通讯系统的设计
ＣＡＮ—ｂｕｓ总 线是 一 种 国 际标 准 的工 业 级现 场 总 线 。ＣＡＮ总线 特点 ：１）数 据通 信 没有 主 从之 分 ，各 节 点 地位 平 等 ，传输 可靠 、实 时性 高 。２）多 个 节点 可 同 时 向总线 发送 数 据 ，按 优先 级 高低 传 输 ，总 线利 用 率 高 。３）传输 距 离 远 （无 中继 时最 远 ｌ０千米 ）、传 输 速
ｅｎｅｒｇｙ，ｉｍ ｐｒｏｖｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｃｏｍ ｆｏｒｔ． Ｋ ｅｙ ｗ ｏｒｄｓ：ｓｅｒｉａｌ ｂｕｓ；ＲＳ一４８５；ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＲＦ ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｒｅｍ ｏｔｅ ｃｏｍｍ ｕｎｉｃａｔｉｏｎ：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｈｅａｔｉｎｇ
由 于现 行传 统 供热 模 式 中热 网运 行 参数 检 测 手 总 线 ＲＳ一４８５与无 线 射 频 在智 能供 暖行 业 中应 用 的
摘 要 ：：针 对在 传 统供 暖模 式 中热 网运行 参 数检 测手段 滞 后 造成 不 能合 理 分 配热 能 ，引起 能 源 的浪
费 以及 用户 供 暖体 验 较 差 这 一 问题 。本 系统 采 用 了 串行 总线 ＲＳ一４８５、无线 射 频 （ＲＦ）、ＧＰＲＳ网络
互联 的通讯 策略 ，设 计 形 成 了 ３层 架构 的 智 能供 暖 通 讯 网络 。 实现 能够 及 时 、准确 、全 面 的 采 集供
暖参 数 并远 程传 输 ，且 能够 智能 调 节房 间 温度 ，达到 节约 能 源、提 高供 暖舒 适 性 的 目的 。
关键 词 ：串行 总线 ；ＲＳ一４８５；无 线 ＲＦ射 频 ；远程 通 讯 ；智能 供 暖
中 图分类 号 ：ＴＰ２７
文献 标 识码 ：Ａ
文 章编 号 ：１６７４－６２３６（２０１８）０６－０１３８－０５
基于RS-485协议实现单片机与单片机之间的通讯
基于RS-485协议实现单片机与单片机之间的通讯摘要：介绍以RS-485为通讯方式的两个单片机之间的通讯，同时给出单片机与单片机之间的通讯程序设计。
关键词：RS-485通讯单片机串行通讯0 引言随着工业化的发展，人们对现场仪表的要求越来越高，为了满足控制室对现场的实时监控，确保现场数据的实时获取，需要用一种方式将现场情况实时反映给控制室，我们研究了一种方便简单功、能优越的通讯方式：用RS-485实现现场单片机和控制室单片机的实时通讯。
通过操作控制室单片机就能实现对现场单片机的操作，节省了大量的时间以及相应的人力。
1、RS-485通讯协议RS-485采用平衡传输方式,连接时需要在传输线上接终接电阻。
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，采用四线连接时，即只能有一个主（Master）设备，其余为从设备，无论是四线还是二线连接方式总线上最多可接32个设备。
RS-485最大传输距离约为1219米，最大传输速率为10Mb/s。
平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s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1Mb/s。
RS-485需要2个终接电阻，其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗，终接电阻接在传输总线的两端。
在短距离传输时可不需终接电阻，即一般在300米以下不需终接电阻。
本设计中采用的485通讯元件是75LBC184，该器件带有内置高能量瞬变噪声保护装置，可提供可靠的低成本的直连（不带绝缘变压器）数据线接口，不需要任何外部元件。
2、单片机与单片机的通讯系统本设计中单片机选用C8051F020，该单片机有100个功能引脚，其中有64个通用I/O端口。
C8051F020内有2个增强型串行口：UARTO和UART1，这两个串行口都可以工作在全双工异步方式或半双工同步方式，并且支持多处理器通信。
75LBC184与单片机连接时只需将R和D端分别与单片机的RXD 和TXD 相连即可。
毕业设计(论文)-基于RS-485的多路数据采集模块的设计
1 绪论1.1基于RS-485的多路数据采集模块的设计综述1.1.1基于RS-485的多路数据采集模块的意义和任务“基于RS-485的多路数据采集模块”完成的任务是测得电压、电流、温度等模拟量信号，经过模块内部处理，通过RS-485总线传给计算机。
自然界所存在的一些物理量和大量的是模拟量，例如压力、流量、温度、轴角、光通量、位移等，它们是非电模拟量。
这些模拟量不能送进数字计算机进行处理，必须先经传感器件将其转换成模拟电信号，经过放大后送至模拟/数字转换器，将模拟信号转换成数字信号。
数字信号经过数字计算机分析处理后，其输出仍是数字信号，所以必须经过数字/模拟转换器，将数字信号转换成模拟信号，将数字信号转换成模拟信号后，才能送去控制执行元件，例如科研和生产中常常遇到程序升温、降温的问题，为了保证生产过程正常安全的进行，提高产品的质量和数量，减轻工人的劳动强度，节约能源，常常要求加热对象的温度按照某种指定的规律变化。
选择合适的ADC设计高速高精度采集系统提供了一个较好的解决方案。
该设计的意义在于:电流、电压、温度是工业、农业对象中主要的被控参数之一，像电子、冶命、机械、食品、化工等各类工农业业中，广泛使用的各种加热器、热处理炉、反应炉、温度计等，对工件的处理温度要求严格控制，计算机温度控制系统使温度控制指标得到了大幅度提高。
随着单片机和传感技术的迅速发展，自动检测领域发生了巨大变化，环境自动监测控制方面的研究有了明显的进展，各种更为先进的检测系统正在应运而生，它们能很好的克服信号易受干扰损耗，测量误差较大以及安装拆卸繁杂等缺点，例如利用DALLAs公司生产的新型器件实现的数字化单总线技术。
但目前在低成本检测系统或者精度要求不高的检测系统中，传统的温度控制措施仍然占据着主导地位。
1.1.2 课题研究背景及立题依据人类社会进入信息时代，信息技术已经深深地渗透到人们的日常生活中。
信息技术主要包括信息的获取、传输、处理、记录和应用等。
基于rs485总线小区智能化系统电气设计(完整版)
引言随着计算机技术、现代通信技术和自动控制技术的迅速发展以及人们对信息共享的强烈需求，智能大楼应运而生。
1984年美国哈特福特市将一座旧式大楼改造，并且对大楼的空调、电梯、照明和防盗等设备采用计算机进行监测控制，为客户提供语音通信、文字处理、电子邮件和情报资料等信息服务，被称为世界上第一座智能化大楼。
这项工程引起了世界各国的关注。
从此世界上许多国家都开始对智能大楼的概念与实现方法进行了研究,并着手制定各自的智能大楼的标准。
智能小区是在智能化大楼的基本含义中扩展和延伸出来的，它通过对小区建筑群四个基本要素(结构、系统、服务、管理)的优化考虑，提供一个投资合理，又拥有高效率、舒适、温馨、便利以及安全的居住环境。
由于“智能化”是一个相对的概念，“智能化”技术本身也正在不断地发展、完善、直至成熟，因此智能小区智能化是一个过程，它应当随着智能化技术的发展和人们需求的不断增长而增长。
总的来说，智能小区是利用现代4C(即计算机、通讯与网络、自控、CRT 图形显示)技术，通过有效的传输网络，将多元信息服务与管理、物业管理与安防、住宅智能化系统集成，为住宅小区的服务与管理提供高技术的智能化手段，以期实现快捷高效的超值服务与管理，提供安全舒适的家居环境。
智能化小区不仅是住宅小区建设的主要目标，它更是提高居住质量的手段。
一个优美的住宅小区应当具有安全、宁静、整洁、舒适、方便、回归自然的环境，采用各种智能化的设备与环境，有助力于建立住宅小区的各种环境，如安全环境、多媒体信息共享环境、民主管理环境等，因此，住宅小区智能化有利于提高居民的生活与居住质量，有利于人与社会的交流，提高物业管理的效率。
1住宅小区智能化系统概述智能小区是随着现代科学技术的迅猛发展，特别是计算机技术、通讯技术、网络技术、信息技术、自动化控制技术、办公自动化技术的普及和应用而发展起来的。
智能小区是将家庭中各种与信息相关的通讯设备、家用电器设备和家庭保安装置通过家庭总线技术连接到一个家庭智能系统上进行集中的或异地的监视、控制和管理。
RS-485总线光电隔离中继器的设计
RS-485总线光电隔离中继器的设计介绍了RS-485总线光电隔离中继器的设计原理和实现方法。
与传统中继器相比, 电路融合了光电耦合隔离技术和自动切换技术,极大地提高了系统的安全性和可靠性。
标签：RS-485 光电耦合隔离中继器一、引言RS-485总线是测控领域广泛采用的一种现场总线形式,由于采用了平衡发送和差分接收的方式,可以有效地克服共模干扰,并具有较高的数据传输速率和传输距离。
RS-485总线传输的最大距离为1200米,使用中继器可以突破这个距离限制,扩展RS485网络。
本文通过对常用RS-485总线接口器件MAX3471工作原理深入分析的基础上采用光电耦合隔离和自动双向切换技术,设计了一种简单实用的RS-485总线光耦隔离中继器。
与传统RS-485中继器相比,本文设计的中继器传输信号稳定可靠,具有防雷击、电气隔离传输信号等独特优点,可广泛应用于各种大型测控系统。
二、总体设计结构上采用双信号端对称设计,分别称为信号1端和信号2端,它们都可以作为发送端和接收端使用。
由于RS-485采用半双工方式,同一时刻只允许一个作为发送端,另一个作为接收端。
光耦隔离芯片是信号端之间的传输媒介,隔离前后的信号摆脱了电气连接,对系统安全起到了防护作用。
外部电源采用+5V或+9V~+24V直流电源。
由于通信网络各点地相位差异较大,采用隔离电源分别给信号端供电,使得信号1端GND、信号2端GND和电源端GND三者之间相互隔离,这样即使在某一端短路的情况下也不会危及整个网络,对网络及其设备起到了很好的保护作用。
三、工作原理与分析1. 隔离电源与信号隔离系统采用+5V直流电源直接供电或+9~+24V的直流电源供电。
采用+9~+24V 直流电源供电时,需要将输入电压转换为+5V直流电。
LM2576是五端稳压器,五个端口分别是输入端、输出端,使能端(低电平有效),反馈端和地端。
按典型电路输入+9~+24V直流电,将从输出端将得到+5V直流电。
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第 ２卷 ８
２０ 年 ０８
第２ 期
３月
核 电子 学 与探 测 技术
Ｎｕ ｌａ ｌｃｒｎｃ ｃｅｒＥ ｅｔｏ ｉｓ＆ Ｄｅｅｔ ｎＴｅｈ ｏｏ ｙ ｔｃｉ ｃ ｎ ｌｇ ｏ
Ｖｏ ８ Ｎｏ ２ Ｌ２ ．
Ｍａｃ ２ ０ ｒｈ ０８
２ １ 接 口电路设 计 ．
高集成度 频率合成 芯片 Ａ ９ ５ ， Ｄ ８０ 它的最 高工
作 时钟 频率 达到 １５ ２ＭＨｚ保证 了产 生 ４ＭＨｚ ， ０
换 。ＭＡ ４ ５ Ｘ ８ 芯片主要完成 ， Ｉ 电平 与 Ｒ － 丌 Ｓ ４５ ８ 电平 的转换 ， 这样便解决 了上位机与 ＭＣ Ｕ 之 间通讯 时 的 电平 兼 容 问题 。ＡＴ８ Ｃ １与 上 ９５
位机 通 过 自带 串 口实 现 数 据 的 收 发 ， 通 过 其 再
并 口的三个位分别完成 时序脉冲 、 控制脉 冲的
为 中国科学 院近代物 理研究 所在读 博 士研究 生 ， 主 要从事物理 电子 学研究
３５ ４
维普资讯
Ｒ －８ Ｓ４ ５转换 器 ， 实 现 Ｒ －８ 来 Ｓ４５总 线 标 准 的 转
覆盖范围宽 、 频率转换时间短、 频率分辨率高 、 全数字化结构便于集成 、 出相位连续 、 输 频率和 相位均可实现程序控制的优点 。
产生 和数 据 的 串行 发 送 ， 实 现 对 ＡＤ ８ ０的 来 ９５
控制 。
图 ３ Ｄ 单 兀 电 路 图 ＤＳ
图 １ 系统框 图
根据 检 测信 号 频 率 范 围 （ ０ ７ １． ＭＨｚ ～一
４ＭＨｚ 的要 求 ， ０ ） 我们 选 取 了 美 国 ＡＤ 公 司 的
２ 单 元 电路介绍
率合成方法 ， 方法是将先进 的数字处理理论 该 与方法引人信号 合成领域。Ｄ Ｓ技术是从 连 Ｄ
续信号 的相 位出发 ， 一个正弦信 号取样 、 将 量
ＭＡ ４ ５ Ｘ ８ 为通 信芯片， 主控 芯片 ＭＣ Ｕ采用 了 Ａ ９５， Ｔ８Ｃ １结合 Ａ ９ ５ ， Ｄ ８０通过上位机软件实现 频率和相位的控制。系统框图如图 １ 所示 。 采用 Ｒ －８ Ｓ４５总线标准 ， 是结合 Ｒ －８ 总 Ｓ４ ５ 线 的传输特点和现场的实际要求来选取 的。因 为其 收发 电平为差 动方式 ， 这样便于远距离通
ｒｃ ｇｔｌ ｒｑ ｅｃ ｙ ｔｅｉ， 称 ＤＤ ） ｅｔ ｉ ｅｕｎｙＳ ｎｈ ｓ 简 Ｄｉ ａ Ｆ ｓ Ｓ 三
实际上该频 率合成器也是一个 高精度的信 号
源。
种 。经过分析和对 比我们采用 了直接数字式频
ห้องสมุดไป่ตู้
１ 总体设 计思想
设计 中 我们 采 用 了 Ｒ －８ Ｓ４５总 线 标 准 ， 以
基 于 ＲＳ４ ５总 线 和 ＭＣＵ 的频 率 合成 器设 计 一８
彭 宇 ， 弘 ， 义 才 ， 晓利 苏 刘 马
（ ．中国科学 院近代物理研究所 ， １ 甘肃 兰州 ７ ０ ０ ；．中国科学 院研究 生院 ， ３００ ２ 北京 １０ ４ ） ０ ０ ９
摘要： 本文主要介绍一款基于 ＲＳ４ ５ －８ 总线 和 ＭＣ Ｕ的频 率合 成器 ， 重点介绍 了频率合 成器 的总体 结构 ， Ｓ４ ５总线接 口电路 ， Ｒ －８ 高集成 度频率合 成芯片 Ａ ８０的外 围硬 件电路和控制软件 。该合成器输 Ｄ９ ５ 出频率范 围 ：￣４ ＭＨｚ最小频率 步进 为≤ ２ Ｈｚ输 出正弦 波或 方波 幅度 ８ ０ ５ ０ ， ０ ， ０ ｍＶ。该频率 合成器具 有 结构简单 ， 精度高 ， 控制灵活的特点。
说， 频率合成器是它一个 主要组成部分 ， 其功能 是产生一个高稳定 度的 ．＋ ， 即本振 信号 ，
其中信号 ．为混频后 的中频输 出信号 ， 为混 频电路输人信号 。本振信号的好坏直接影响整 个信号的检测结果 ， 因此频 率合成器 的合理设 计尤为重要 。目前频率合成的方法大致可分为
化、 码 ， 成一个 正 弦 函数 表储 存在 Ｒ Ｍ 编 形 Ｏ 中。合成时改变相位增量 ， 由于相位增量不同 ，
收 稿 日期 ：０ ７０ －８ ２ ０ －６１
作者简 介 ： 字 ， ，９ ０年出生 ， 彭 男 １８ 贵州六盘 水人 ， 现
讯， 数据在现场传输抗干扰能力强 ， 保证 了高可 靠性 ， 而且易实现多机通讯。由于上位机只有 Ｒ －３ Ｓ２ ２串行通讯 口， 因此我们使用 了 Ｒ －３／ Ｓ２ ２
相位连续 的正弦波信号或方波信号。该频率合 成器 可 为我 们 超外差 式 锁定放 大 器提 供一 个频
带范 围宽 ， 频率 、 幅值稳定 的本振信号源 ， 从而
保 证 了对 前 端 不 同频 率微 弱 信 号 的可 靠 检 测 ；
直接模拟频率合成技术 （ Ａ ） Ｄ Ｓ 和锁相环 （ ｌ Ｐ ） Ｉ 频率合成技 术 以及 直接数字 式合成技 术 （ ｉ Ｄ—
关键 词 ： 频率合成器 ，Ｄ Ｓ Ｍ ， Ｄ ， ＡＤ９ ５ ８０
中图分类号 ： Ｔ ８ Ｎ７
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： ０ ５ －９ ４２ ０ ） ２０ ５－４ ２ ８ ３ （０ ８ ０－３ ４０ ０
在我所 ｃ Ｒ束流诊断系统 中， ｓ 我们运用 了 超 外 差 式 锁 定 放 大器 对前 端 信 号 进行 检 测 ， 采 用该检测方法是为了检测出高信噪比的不 同频 率的微 弱信 号。对于超外差式 锁定放 大器来
个 周 期 内的取 样 点 数 也不 同 ， 样 产 生 的 正 这 弦信号频率也就不 同， 从而达到频率合成的效
一
果 。我们所设计 的频率合成器选用了美 国 Ａ Ｄ 公司的高集成度 频率合成芯 片 Ａ ９ ５ ， Ｄ ８０ 在基 于 王 ＿８ 总线 和 ＭＣ 的方式下通过上 位机 ４５ ｓ Ｕ 软件对其进行频率和相 位的控制 ， 这样可输 出