毕业设计（论文）-基于RS485总线的数据采集系统下位机软硬件设计

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1、目录1绪论31.1小型集散测控系统现状31.2课题研究背景及任务31.3本设计的主要结构与内容32数据采集系统下位机总体设计方案32.1设计思路32.2系统网络结构框图32.3各主要功能模块简介33系统硬件电路设计33.1AT89C51介绍33.1.1AT89CXX系列单片机的内部结构33.1.2AT89C51单片机的引脚功能33.1.3中断有关的概念33.2数据采集模块设计33.2.1PPM226-LS2-2压力传感器33.2.2ADS7824转换电路设计33.2.3时钟芯片DS130233.3串口通信电路设计33.3.1RS232和RS485简介33.3.

2、2与串行口有关的SFR简介33.3.3MAX485简介与应用设计33.4其他硬件电路设计33.4.1单片机存储器的扩展33.4.2复位电路设计33.4.3时钟电路设计34系统软件设计34.1通信协议34.2压力数据采集程序设计3II4.3DS1302时钟芯片驱动程序34.4通信程序设计3总结错误！未定义书签。致谢错误！未定义书签。参考文献错误！未定义书签。附录错误！未定义书签。II1绪论1.1小型集散测控系统现状在工业测控领域中，采用PC机与多台单片机构成主从式结构的小型集散测控系统越来越多。它们既利用了单片机价格低、功能强、抗干扰能力好、温限宽和面向控制等优

3、点，又结合了PC机具有丰富的硬件和软件资源，特别是它的汉字图形功能，为用户提供一个非常友好的人机界面等特点，而PC机和单片机之间的数据交流则采用串行通信方式来实现。通常以PC机（上位机）作为主站，而采用单片机（下位机）作为从站，构成主从式多机通信。通信模块多采用MAX485总线通信模块，这种模式由于具有结构简单、价格低廉、通信距离和数据传输速率适当等特点而被广泛应用于仪器仪表、智能化传感器集散控制、楼宇控制、监控报警等领域。RS-485是一个多引出线接口，这个接口可以有多个驱动器和接收器，可以实现一台PC和多台单片机之间的串行通信，而且RS-485的最长的传输

4、距离为1200m,适合中距离的传输。1.2课题研究背景及任务由于轮对压力机是机务检修中的重要组成部分，所以其在整个检修过程中起着不可忽视的作用。现当今，诸多机务检修期间，多采用简单的人工采集或半自动压力数据采集，导致精度不高而且进展缓慢。有介于此，所以开发设计了该数据采集系统。基于分布式控制结构的小型集散测控系统和工程设计的具体情况，该系统的主要任务是：研究以单片机为控制核心的串行通信系统，确定有效的多机通信方法，设计基于RS-485总线的数据采集系统下位机软硬件，实现轮对压力机压力的自动采集、相关数据的显示，并通过串行通信向上位机反馈相关信息。1.3本设计的

5、主要结构与内容在该设计中，通过PPM226-LS2-2型压力传感器采集压力，然后使用MAX485通信模块，将采集到的压力传输到上位机（电脑端的接收端），从而在电脑上（VB界面）显示采集到的压力。系统中使用到的主要材料有：MAX485通信模块，PPM226-LS2-2型压力传感器.在实际检测时，主要通过PPM226-LS2-2型压力传感器的压力采集功能，以及MAX485通信模块的多机串行通信功能，去实现多组压力在电脑端的显示。40本设计主要分为四个部分。其中，设计的第一章（即绪论）中介绍了当前工业测控领域中的小型集散测控系统的应用和本设计背景与任务；第二章介绍数

6、据采集系统下位机的总体设计方案；第三章简要介绍了系统的硬件电路设计；第四章介绍了系统的软件设计，主要是各模块软件设计的流程图。402数据采集系统下位机总体设计方案2.1设计思路系统采用RS-485构成远程分布式控制网络，该网络的拓扑结构采用总线结构，而传送数据采用主从式多机通信。以PC机（上位机）作为主站，AT89C51单片机（下位机）作为从站，采用PC机的RS-232C串行口与从站进行通信，传输介质为四芯屏蔽电缆。下位机硬件设计包括数据采集模块设计与串口通信技术两大主要部分，其中在数据采集模块中，详细介绍了该系统中各个主要硬件的基本参数性能及其应用；而在串口

7、通信技术中，介绍了RS485，MAX485等基础构成的原理及应用。软件设计包括压力数据采集程序设计，系统时间采集程序设计和通信程序设计三个部分。2.2系统网络结构框图数据采集系统下位机的网络结构框图如图2.1所示。PCRS-485总线RS232转485接口…n…485485485P3.0P3.1AT89C51P3.0P3.1AT89C51P3.0P3.1AT89C51压力传感器压力传感器压力传感器图2.1系统网络结构框图402.3各主要功能模块简介（1）PPM226-LS2-2型压力传感器测量范围：0～400…600t；允许过负荷：150%FS；综合精度：±0

8、.1%FS、0.2%FS、±0.5%F