基于RS485总线的远程温度采样装置设计开题报告.doc
浙 江 科 技 学 院本科毕业设计开 题 报 告题 目 基于RS485总线的远程 温度采样装置设计 学 院 自动化与电气工程学院 专 业 建筑电气与智能化 班 级 专升本131班 学 号 3130351016 学生姓名 冯 涛 指导教师 徐 然 下达日期 2015年03月04日 一、选题的背景与意义：随着数字技术的发展和计算机日益广泛的应用，单片机技术在各个领域得到了充分的应用。本设计以AT89C51单片机为设计开发平台，结合DS18B20温度传感器、LCD液晶显示、LED数码管、RS-485远程通信、按键和报警几部分电路，构成了远程温度采集与显示系统。远程通信采用RS-485串行通讯的标准，通过DS18B20进行现场总线的温度采集，然后将温度数据送入单片机进行数据处理，具有巡检速度快，扩展性好，成本低的特点。本设计中的温度采集系统充分发挥了AT89C51单片机的特点，结合现有技术，大大降低了电路的设计复杂度，该系统具有温控准确、操控界面良好、稳定性高、抗干扰能力强等优点。使用RS-485总线，一对双绞线就能实现多站联网，构成分布式系统，设备简单、价格低廉、能进行长距离通信的优点使其得到了广泛的应用。本系统能够同时检测4路温度，检测温度的范围为-55+125。本设计采用AT89C51八位单片机实现，单片机软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制，而且体积小，硬件实现较简单，安装方便。基于单片机的温度采集系统广泛应用于采用计算机、自动测试、微电子和自动控制等多项技术，不仅具有信号采集方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被测温度的技术指标。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：1、主要内容：采用“51内核”系列单片机及C51编程语言，设计温度采样电路、按键控制电路、数码管显示电路、RS485总线电平转换电路，设计温度采样控制程序、按键扫描和显示控制程序及RS485总线通讯控制程序。 2、主要问题： （1）研究RS485总线技术的运用，即如何进行通信协议的设计 （2）如何进行数据的采集 （3）环境温度的测量（4）实现温度数据采集传输和集中监控功能三、 研究的方法与技术路线： 、PCB采用直插式元器件。 、采样2路温度信号（0 50），数码管可分时显示各路温度值。 、按键扫描及数码管显示采用专用芯片实现。、RS485总线电平转换电路采用MAX485芯片实现。、能可靠实现通讯地址识别、地址屏蔽。 、数据传输须经“CRC循环冗余校验”处理（可考虑采用查表法实现），以保证数据传输的正确性和可靠性。1本设计以51单片机为设计开发平台，主要由AT89C51单片机、DS18B20温度传感器、LCD液晶显示、数码管、远程通信、按键和报警电路几部分组成。远程通信采用RS-485串行通讯的标准，通过DS18B20进行现场总线的温度采集，然后将温度数据送入单片机进行数据处理，具有巡检速度快，扩展性好，成本低的特点。本设计采用AT89C51八位单片机实现，单片机软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。而且体积小，硬件实现较简单，安装方便。该系统有：单片机、显示器、键盘、串口通讯、液晶显示等以及整个系统中所需要的电源组成的一个系统，对于超过此限的温度数据将产生报警信号。设计温度采集系统充分发挥了AT89C51单片机的特点，结合现有技术，大大降低了电路的设计复杂度，该系统具有温控准确、操控界面良好、稳定性高、抗干扰能力强等优点。温度采集系统的设计必将给生产生活带来一定的飞跃，大大促进了生产的需要，在以后的发展中更进一步提高效率。 本设计的实现目标有以下几点：(1) 实时巡检功能本系统能够同时检测2路温度，检测温度的范围为0+50。网络节点数与所选的RS-485芯片的驱动能力和接收器的输入阻抗有关，如75LBC184标称最大值为64点，SP485R标称最大值为400点。实际应用时，因线缆长度、线径、网络分布、传输速率不同，实际节点数均达不到理论值。例如75LBC184运用在500m分布的RS-485网络上的节点数超过50或速率大于9.6kb/s时，工作可靠性明显降低。通常推荐节点数按RS-485芯片最大值的70%选取，传输速率在12009600b/s之间选取。通信距离1km以内，从通信效率、节点数、通信距离等综合考虑选用4800b/s最佳。通信距离1km以上时，应考虑通过增加中继模块或降低速率的方法提高数据传输的可靠性。所以根据实际需要，检测点数是可以扩展的。(2) 传输距离远使用RS-485串行总线进行传输，MAX485驱动芯片进行电平转换，传送距离大于1200m，抗干扰能力强。(3) 功能完善 由主控机分别设置各从机的温度报警上下限，超过预定的温度值时则发出一定频率的声音来提醒工作人员。 主从机采用中文点阵式液晶显示器，人机界面友好。 自带+5V和+12V直流稳压电源。四、计划进度：时 间毕业设计工作内容2015年01月25日2015年03月14日查阅资料并确定方案，完成开题报告及文献综述2015年03月15日2015年04月09日系统原理设计2015年04月12日2015年04月23日PCB板制作，单元电路调试2015年04月27日2015年05月14日按键、显示、电压采样、通讯控制程序设计2015年05月17日2015年06月03日系统联调、论文撰写及答辩准备五、主要参考文献：1 何立民.单片机中级教程M.北京：北京航空航天大学出版社，20002 马忠梅，籍顺心，张凯，马岩.单片机的C语言应用程序设计M.北京：北京航空航天大学出版社，1999 3 陈新忠.基于RS485总线的单片机多机通信软件设计J，现代电子技术，2002（3）：8-104 钱少东.数据通信中几种CRC校验码的实现J,浙江电力，1996（4）：18-215 李广弟等单片机基础M北京：北京航空航天出版社，2001.76 楼然苗等51 系列单片机设计实例M北京：北京航空航天出版社， 2003.37 刘瑞新等单片机原理及应用教程M北京机械工业出版社， 2003.7 8 用RS-485构成总线型多点数据采集系统 51单片机学习网9 兰吉昌. 单片机C51完全学习手册，北京：化学工业出版社，200910 盛琥. 基于485总线的温度监控系统 电子产品世界2008.211 姚七栋等，CRC校验及其软件实现,浙江电力，1996（4）：18-2112 赵景波等，protel DXP原理图与PCB设计教程，机械工业出版社，2013.813 王仲民C语言程序设计，科学出版社，2014.314 阎 石. 数字电子技术基础M.北京:高等教育出版社,200515 宋启峰. 电子测量技术M.重庆：重庆大学出版社，200016 张天凡. 51单片机C语言开发详解, 北京：电子工业出版社，200817 朱定华. 单片机原理及接口技术M.北京：电子工业出版社，200118 Vizimuller, P.RF design guide-systems, circuits, and equations(Artech House, Bos ton, MA, 1995).P22-67 19 Tierney, J. Rader, C.M., and Gold, B. A Digital Frequency Synthesizer, IEEE Tr ansactions on Audio and Electroacoustics AU-19:1, March 197120 Yang. Y., Yi. J., Woo, Y.Y., and Kim. B.Optimum design for linearity and effic iency of microwave Doherty amplifier using a new load matching technique, Mi crow. J., 2001, 44, (12), P2036 指导教师： 年 月 日系主任： 年 月 日
