基于RS-485总线的数据通信与远程控制.doc

本文由zglak贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看 武汉理工大学本科学生毕业设计（论文）开题报告 1、 设 计 目 的 及 意 义 （ 含 国 内 外 的 研 究 现 状 分 析 ） 设计的目的： 近 年 来 ，大 规 模 集 成 电 路 的 飞 速 发 展 ，计 算 机 技 术 不 断 地 推 广 应 用 ，传 统 的 仪 器 仪 表 、数 字 测 量 技 术 在 数 据 采 集 方 面 升 华 到 一 个 全 新 的 阶 段 计 算 机 技 术 已 成 为 当 代 数 据 采 集 和 自 动 控 制 的 核 心 技 术 而 随 着 科 学 技 术 的 进 步 ，数 据 采 集 与 控 制 系 统 越 来 越 趋 向 数 字 化 、智 能 化 、远 距 离 方 向 发 展 在 这 样 的 系 统 中 通 常 采 用 多 个 单 片 机 独 立 构 成 子 系 统 作 为 前 端 测 控 核 心 ，即 主 要 负 责 数 据 采 集 及 控 制 执 行 等 ，而 整 个 系 统 的 协 调 与 分 工 则 是 由 计 算 机 来 完 成 的 。

其 中 单 片 机 优 越 的 性 价 比 和 灵 活 的 功 能 配 置 而 被 广 泛 应 用 于 控 制 领域因此，结合两者组成了数据采集与控制的网络系统 串 行 通 信 是 计 算 机 与 外 部 设 备 进 行 数 据 交 换 的 重 要 渠 道 ，并 且 由 于 其 成 本 低 、性 能 稳 定 、遵 循 统 一 的 标 准 ，因 而 在 工 程 中 被 广 泛 应 用 目 前 ，有 多 种 接 口 标 准 可 用 于 串 行 通 信 ，包 括 RS-232、RS-422、RS-423 和 RS-485RS-232 是 最 早 的 串 行 接 口 标 准 ，在 短 距 离 、 较 低 波 特 率 串 行 通 信 中 得 到 了 广 泛 应 用 其 后 发 展 起 来 的 RS-422、 RS-485 是 平 衡 传 送 的 电 气 标 准 ，采 用 差 动 的 两 线 发 送 、两 线 接 收 的 双 向 数 据 总 线 两 线 制 方 式 ，比 起 RS-232 非 平 衡 的 传 送 方 式 在 电 气 指 标 上 有 了 大 幅 度 的 提 高 在 上 述 的 网 络 系 统 中 ，近 距 离 通 信 可 以 采 用 RS-232 通 信 标 准 实 现 ， 通 信 距 离 视 负 载 而 定 ， 但 最 多 不 超 过 十 几 米 ， 为 了 进 一 步 扩 大 通 信 距 离 可 以 采 用 RS-485 标 准 通 信 ，其 通 信 有 效 距 离 可 达 1200 米 。

如 加 中 继 器 可 更 大 幅 度 地 增 大 有 效 通 信 距 离 本 文 设 计 的 目 的 是 实 现 基 于 RS-485 总 线 上 的数据通信与远程控制的网络系统 设计的意义（理论或实际） ： 通 过 应 用 数 据 采 集 与 控 制 的 网 络 系 统 技 术 ，可 以 稳 定 和 优 化 生 产 工 艺 、提 高 产 品 质 景 ，降 低 能 源 和 原 材 料 消 耗 ，降 低 生 产 成 本 更 为 重 要 的 是 通 过 应 用 数 据 采 集 与 控 制 的 网 络 系 统 技 术 还 可 以 降 低 劳 动 者 的 生 产 强 度 ，并 且 提 高 管 理 水 平 ，从 而 带 来 极 大 的 社 会 效 益 正 因 为 如 此 ，数 据 采 集 与 控 制 的 网 络 系 统 技 术 得 到 了 迅 速 的 发 展 ，并 广 泛 地 应 用 于 工 业 、农 业 、交 通 、环 保 、军 事 、楼 宇 、医 疗 等 领 域 相 信 在 不 久 的 将 来 还 会 进 入 家 庭，成为一种与每个人密切相关的技术 2、 设 计 任 务 、 重 点 研 究 内 容 、 技 术 方 案 及 进 度 安 排 设计的任务： 为 实 现 基 于 RS-485 总 线 的 数 据 通 信 与 远 程 控 制 ， 首 先 得 设 计 好 RS-485 的 通 信 模 块；由于是实现计算机与单片机之间的数据通信，两者的接口标准不一样，所以需要 设 计 好 计 算 机 与 单 片 机 接 口 转 换 的 电 路 ， 即 设 计 RS-232/RS-485 转 换 器 ； 接 着 ， 设 计 出各从机进行数据采集与控制的模块，这样在没有控制或者给定控制量时，从机都按 自己的任务进行相关数据采集或者控制。

在硬件都设计好后，调试通过，这时要跟据 整个系统编制出一定的通信协议，选择最优方案，实现计算机与单片机数据通信这 些 在 程 序 设 计 中 实 现 ， 计 算 机 主 机 程 序 主 要 通 过 学 习 VC.NET 语 言 而 编 制 ， 单 片 机 从 机 程 序 主 要 由 C 语 言 编 制 计 算 机 与 单 片 机 在 实 现 数 据 通 信 后 ，按 照 拟 定 的 通 信 协 议 ， 提 取 有 用 数 据 信 息 ，从 而 按 照 这 个 信 息 ，进 行 相 关 操 作 ，以 达 到 基 于 RS-485 总 线 上 的 数据通信与远程控制的目的 设计需要重点解决的问题： 如何实现单片机与计算机之间的数据通信，是整个系统能否结合成为一体工作的 关 键 本 设 计 利 用 VC.NET 语 言 编 制 了 自 定 义 协 议 下 主 机 的 控 制 程 序 ， 用 C 语 言 编 制 了 这 种 协 议 下 的 从 机 通 信 与 控 制 程 序 ， 硬 件 上 ， 计 算 机 通 过 其 RS-232 接 口 与 标 准 的 RS-232/RS-485 转 换 器 后 ，经 RS-485 总 线 与 单 片 机 从 机 连 接 ，成 功 的 实 现 了 这 一 关 键 ， 达到了数据通信与远程控制的目的。

设计的进度安排是： 第 1 周 毕业实习，明确课题要求，结合课题调研，收集资料 第 2 周 毕业实习，结合课题调研，收集资料 第 3 周 RS-485 通 信 接 口 的 学 习 第 4 周 确定初步技术方案，提交开题报告，开题报告审查 第 5 周 学 习 RS-485 总 线 技 术 第 6 周 学 习 VC.NET 编 程 软 件 第 7 周 编 程 软 件 学 习 （ STEP2） 第 8 周 英文翻译 第 9 周 编 程 软 件 学 习 （ STEP3） 第 10 周 通 信 控 制 系 统 主 电 路 设 计 第 11 周 从 机 系 统 硬 件 设 计 第 12 周 主 机 系 统 程 序 设 计 第 13 周 从 机 系 统 程 序 设 计 第 14 周 整 个 系 统 调 试 第 15 周 撰 写 论 文 第 16 周 交 初 稿 ， 修 改 论 文 第 17 周 正 式 交 论 文 及 答 辩 准 备 第 18 周 答 辩 报告人签字： 年 月 日 3、 指 导 教 师 意 见 结论： 导教师签名： 年 注： 1． 开 题 报 告 应 根 据 教 师 下 发 的 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 任 务 书 ， 在 教 师 的 指 导 下 由 学 生 独 立 撰 写，在毕业设计开始后两周内完成。

2． “设 计 的 目 的 及 意 义 ”至 少 800 字 ， “设 计 任 务 、 重 点 研 究 内 容 及 进 度 计 划 ”至 少 600 字 3． 指 导 教 师 意 见 ： 应 从 选 题 的 理 论 或 实 际 价 值 出 发 ， 阐 述 学 生 利 用 的 知 识 、 原 理 、 建 立 的 模 型 正 确 与 否 ？ 学 生 的 论 证 充 分 否 ？ 通 过 学 生 的 努 力 ，能 否 完 成 课 题 ，达 到 预 期 的 目 标 ？ 课 题及报告的难度、深度、综合性、创造性等是否达到本科生应该具有的要求 4． 结 论 ： 是 否 同 意 进 入 设 计 （ 论 文 ） 阶 段 月 日 武 汉 理 工 大 学 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 目录 中 文 摘 要 ……Ⅰ Abstract ……Ⅱ 绪 论 ……1 1. 系 统 组成结构 ……2 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 RS-232/RS-485 转换器 ……2 RS-485 总线 ……3 单片 机从机 ……3 系统 通信 设置 ……4 计算机 主机用 户界 面 ……4 2. 系 统 硬件 设计 ……6 2.1 RS-485 通信 原理 与设计 ……6 2.1.1 总线 匹配问题 ……6 2.1.2 引出线问题 ……7 2.1.3 地线与接地问题 ……7 2.1.4 总线 负载能力与通讯电缆长度之间的关系 ……8 2.1.5 RS-485 常规接线电路 ……9 2.1.6 RS-485 零延 时接线 电路 ……9 2.2 2.3 RS-232/RS-485 转换器 ……11 温度采集与 显示 从机设 计 ……12 2.3.1 温度采集与 显示 从机的单片机最小系统 ……12 2.3.2 温度采集与 显示 从机的数据 显示电路 ……12 2.3.3 温度采集与 显示 从机的温度采集电路 ……13 2.3.4 温度采集与 显示 从机的 RS-485 通信电路 ……13 2.4 多路开关控制 从机设计 ……14 2.4.1 多路开关控制 从机的单片机最小系统 ……14 2.4.2 多路开关控制 从机的开关控制电路 ……14 3. 系 统 程序设计 ……16 3.1 计算机与 单片 机通信程 序设计 ……16 3.1.1 通信协 议的编制原则 ……16 3.1.2 本系统 通信协 议编制 ……17 武 汉 理 工 大 学 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 计算机 主机界面程序设计 ……21 计算机 主机串口 API 编程步骤 ……23 温度采集与 显示 从机程 序设计 ……24 多路开关控制 从机程序设计 ……24 数据 校验 ……25 3.6.1 奇偶校验 ……25 3.6.2 求和校验 ……25 3.6.3 循环冗余码校验 ……25 4. 系 统 调试 ……27 4.1 4.2 4.3 硬件 调试 ……27 通信调 试 ……27 远程 控制 调试 ……29 结 束 语 ……30 致 谢 ……31 参 考 文 献 ……32 附 录 ……33 武 汉 理 工 大 学 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 摘 要 本 文 主要 在 RS-485 总线 和测 控系统 原理基 础上介绍了基于 RS-485 总线的 数 据 通 信 与 远 程 控 制 系 统 ， 整 个 系 统 包 括 一 台 计 算 机 主 机 和 多 台 AT89S51 、 AT89C2051 单片 机 从机。

主 机主要处 理 数据并分 配从机工 作 任务，从 机按其 功能 分 为 测 量 采集数据 从机和控制 多路开关从机 主机经过 RS-232/RS-485 转换器 与从 机进行数据通信，将从机附近的信息传到主机，经过主机综合处理各从机数据， 从而控制从机进行相关操作控制多路开关，达到远程控制的目的而如何实现单 片 机 与 计 算机之间 的通信是整 个系统 结合成为一 体工作的关键 关 键 词：RS-485；数据 通信 ；远程控制 I 武 汉 理 工 大 学 毕 业 论 文 （ 设 计 ） Abstract On the bas。