基于rs-485多机通信设计

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1、《智能仪器原理与设计》课程设计--基于RS-485的多机通信设计学院：核工程与地球物理学院班级：学号：姓名：指导老师：基于RS-485的多机通信设计一、需求分析单片机是一种采用超大规模集成电路技术把多种功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。它广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域随着计算机技术的发展及工业自动化水平的提高,在许多场合采用单机控制已不能满足现场要求,因而必须采用多机控制的形式,而多机控制主要通过多个单片机之间的串行通信实现。串行通信作为单片机之

2、间常用的通信方法之一,由于其通信编程灵活、硬件简洁并遵循统一的标准,因此其在工业控制领域得到了广泛的应用。本次课程设计就是利用单片机，基于RS-485芯片，设计一种简单的多机通信——一主两从。但是本次课程设计由于实验条件限制，没有RS-485芯片接口，所以实验中用RS-232代替RS-485来实现实验目的，两个芯片只是高低电平的表示不同，其他性能基本类似。二、设计方案在多机通信中，最重要的是保证通信有条不紊地进行，因此需要严格的通信协议和完善的通信软件，本次课程设计就是利用RS－485电气特性和简单的结构方式，基于RS

3、-485的多机通信系统，采用自定义串行通信协议，实现2个通信终端之间互相通信的功能该设计方案通信距离远、抗干扰能力强也可实现主机与从机的通信，但不能实现从机之间的通信。RS-485方式构成的多机通信系统采用主从式结构：主机控制多个从机，作为从机的单片机不主动发送命令或数据，一切都由主机单片机控制；并且在一个多机系统中，只有一台主机，各台从机之间不能相互通信，即使有信息交换也必须通过主机转发。采用RS-485构成的多机通信系统原理。在总线末端接一个匹配电阻，吸收总线上的反射信号，使得正常传输信号无毛刺。匹配电阻的取值应该

4、与总线的特性阻抗相当。在总线上没有信号传输时，总线处于悬浮状态，容易受干扰信号的影响。将总线上的差分信号的正端A+和负端B-之间接一个10K的电阻；负端B-和地间接一个10K的电阻，形成一个电阻网路。当总线上没有信号传输时，正端A+的电平大约为3.2V，负端B-的电平大约为1.6V，即使有干扰信号，也很难产生串行通信的起始信号0，从而增加了总线抗干扰的能力。基本框图一、硬件分析1.MAX232及485芯片简介RS-485采用平衡发送和差分接收方式来实现通信：在发送端TXD将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A、B两路

5、输出，经传输后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。两条传输线通常使用双绞线，又是差分传输，因此有极强的抗共模干扰的能力，接收灵敏度也相当高。同时，最大传输速率和最大传输距离也大大提高。如果以10Kbps速率传输数据时传输距离可达12m，而用100Kbps时传输距离可达1.2km。如果降低波特率，传输距离还可进一步提高。另外RS-485实现了多点互连，最多可达256台驱动器和256台接收器，非常便于多器件的连接。不仅可以实现半双工通信，而且可以实现全双工通信。本系统采用MAX232芯片为RS-232总线驱动芯片，MA

6、X232芯片内部含有一个驱动器和接收器，用于实现RS-232的半双工通信。MAX232采用单一电源+5V工作，额定电流为300uA，完成将TTL电平转换为RS-485电平的功能。MAX232的A端和B端分别为接收和发送的信号端，当A引脚的电平高于B时，代表发送的数据为1；当A的电平低于B端时，代表发送的数据为0，在MAX485的A和B端之间需要连接一个匹配电阻，一般可选120欧的电阻。串口通信电路2.AT89C52单片机2.1简介89C52是片内有ROM/EPROM的单片机，这种芯片构成的最小系统简单﹑可靠。用89C5

7、2单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可。由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。其应用特点：(1)有可供用户使用的大量I/O口线。(2)内部存储器容量有限。(3)应用系统开发具有特殊性。2.2结构89C52单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器、数据存储器、程序存储器、并行I/O口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器。它们都是通过片内单一总线连接而成，其基本结构依旧是CP

8、U加上外围芯片的传统结构模式。但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。89C52芯片（1）微处理器该单片机中有一个8位的微处理器，与通用的微处理器基本相同，同样包括了运算器和控制器两大部分，只是增加了面向控制的处理功能，不仅可处理数据，还可以进行位变量的处理。（2）数据存储器片内为128个字节，片外最多可外扩至6