上、下位机结构的温度控制系统的设计与实现专业

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1、电子工程设计报告第五组电子工程设计报告题目：上、下位机结构的温度控制系统的设计与实现专业：通信工程小组：第五组姓名学号：王胥航10024120兰青10024103指导教师：司农完成日期：2013年03月26日21电子工程设计报告第五组摘要系统设计是以实现系统的总体功能、指标要求为目标的一系列设计工作。以电路系统设计为例，指的是对实现系统的总体功能、指标起决定性作用的核心电路及其外围电路的设计工作。在原有温度控制系统上扩展串行通信接口，在PC机上进行高级语言程序设计，通过有线点对点通信实现温度控制系统的运行管理。单片机负责现场的温度测量与控制执行操作，PC机负责数据处理和控制管理工作，组成典型

2、的上下位机控制系统。21电子工程设计报告第五组目录1.需求分析-4-1.1知识背景-4-1.2基本要求-4-1.2.1功能要求-4-1.2.2任务要求-4-2.设计方案-4-2.1电路设计-4-2.1.1芯片选择-4-2.1.2电路设计-5-2.2通信协议-5-2.2.1传输协议-5-2.2.2命令格式-5-2.2.3操作命令表-6-2.3主要工作内容72.4主要难点73.上位机程序设计73.1串口部分程序73.2采集温度部分83.3温度发送部分103.4温度曲线绘制部分114下位机设计135调试问题分析及解决206心得体会2021电子工程设计报告第五组上、下位机结构的温度控制系统的设计与实

3、现1.需求分析1.1知识背景分布式控制系统是一种自动控制系统组成的典型模式，由上位机和下位机二部分组成。下位机负责现场的信号采集及控制实施工作，上位机负责数据处理和控制管理工作。采用单片机作为下位机，通过点对点通信与上位机组成分布式控制系统是一种低开发成本的分布式控制系统实施方案。UART—通用异步收发器，是一种通用的点对点有线通信接口，可以在一定距离上实现二个设备之间以字节为单位的串行数据传输，是组成分布式控制系统的通信手段之一。几乎所有的单片机都内建有UART通信接口，很容易与上位机组成分布式控制系统。1.2基本要求⑴建立上位机与下位机之间的通信联络，实现串行数据收发功能。⑵设计PC机操

4、作界面，向下位机发送控制命令、接收下位机回传的现场测控数据。⑶在下位机原温度控制程序中添加串行通信功能，接收上位机的控制命令，按照上位机命令的要求进行现场温度数据传送与温度控制操作。1.2.1功能要求在单片机与PC机串行通信的基础上实现：温度——采集、显示,温度——闭环控制。1.2.2任务要求①设计单片机系统板与PC机之间的串行通信电路。②编写串行通信程序，实现PC机与单片机串行通信的基本功能。③在PC机上显示单片机系统的测量温度。④在PC机上编程实现单片机闭环控制温度设置，闭环温度控制启动/停止。2.设计方案2.1电路设计2.1.1芯片选择MAX232芯片司专为RS-232标准串口设计的单

5、电源电平转换芯片，使用+5v单电源供电。21电子工程设计报告第五组2.1.2电路设计图2.1MAX232引脚图及电路设计图其中TXD,RXD分别与单片机1,2管脚相连；2.2通信协议2.2.1传输协议a.波特率600bps。b.传输格式8个数据位，1个起始位，1个停止位，无校验位。2.2.2命令格式UART通信采用定长命令，每个命令由6个字节组成，其中3个字节为同步字，1个字节为操作码，2个字节为操作数。a.同步字：串行数据收发的最小单位为字节，基本单位为命令。每个命令为若干字节称为一个数据包。一包数据以由若干字节组成的同步字开头称为包头。UART通信的同步字为’C’’O’’M’。b.操作码

6、：分为二部分，前4位用16进制数A、B、C、D表示受控的4个通道或4个不同的下位机，后4位16进制数0—F表示不同的操作内容。c.操作数：为不同操作过程的数据，范围、格式随操作内容而定。仅有1个操作数或没有操作数的命令，空缺的部分用16进制数FFH填充。21电子工程设计报告第五组2.2.3操作命令表上位机发送命令下位机应答数据命令同步字操作码操作数1操作数2同步字操作码数据1数据2温度设定‘C’‘O’‘M’A(B,C,D)000H—63H(整数)00H—63H(小数)————————————温度设定值增1A(B,C,D)1FFHFFH—————————温度设定值减1A(B,C,D)2FFHF

7、FH—————————温度控制启动/停止A(B,C,D)3FFHFFH—————————延时启动时间设置A(B,C,D)400H—3BH(分)00H—3BH(秒)—————————延时停止时间设置A(B,C,D)500H—3BH(分)00H—3BH(秒)—————————定时启动时间设置A(B,C,D)600H—17H(时)00H—3BH(分)—————————定时停止时间设置A(B,C,D)700H—17H