rs485通讯网络的压力传感器数据采集的设计(附件)【字数：11744】
摘 要 远距离测量数据广泛应用于现代科学技术、军工业的发展等诸多领域，现代化发展的测控技术，已经成为现代科学技术发展和生产现代化的重要条件和标志。随着科技的快速发展，远程测控技术在各个行业中得到广泛运用，其运用手法也的层出不穷，变幻多端。本文主要是介绍基于RS-485通讯的网络控制系统，该系统由前端和后台两部分组成，前端包括压力传感器，后台则是基于RS-485通讯由PC机进行远程采集数据和测控。实现了对远程压力的检测传输。整个系统具有结构简单、可靠性高、功能灵活多样、造价低廉等优点，可以用于多种场所的各种远程测量控制。例如远程测量锅炉内部的气体压力，做到远程监测，及时调整锅炉内部的压力大小，以防发生泄漏爆炸，节省财产损失。
目 录
第一章 绪论1
1.1课题背景及研究意义1
1.2 RS485、压力变送器、数据采集系统的国内外发展1
1.2.1 RS485研究现状1
1.2.2压力传感器国内外研究现状2
1.2.3数据采集系统的的研究现状3
1.3课题研究的主要内容及设计方案4第二章 硬件设计5
2.1总体硬件组成部分5
2.2前端系统电路设计5
2.2.1电源模块5
2.2.2数据采集模块7
2.2.3 RS485通讯模块9
2.2.4单片机控制模块11
2.3外部设备介绍13
2.3.1 MPM480压阻式变送器13
2.4硬件实物图14
第三章 软件部分15
3.1模拟/数字转换（ADC）15
3.1.1 ADC介绍15
3.1.2 ADC的特性15
3.1.3 ADC开关控制15
3.2 DMA控制器16
3.2.1 DMA简介16
3.2.2DMA的主要特点16
3.2.3 DMA中断状态寄存器16
3.3信号采集板17
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
3.3.1功能描述17
3.3.2过程控制17
3.4 485协议通讯17
第四章 调试与测试22
结束语23
参考文献24
附录A25
绪论
1.1课题背景及研究意义
科学发展的现代，工业环境已经越来越复杂多变，工程师们在努力的简化这些设备的操作和工作环境的复杂度，继而实现了流线型的装配空间和简单的人机交换界面，对于这样一个看似矛盾的理想问题，工程师们不断追求创新，才使我们当今社会往智能化方向发展，而这一切都离不了数据采集技术的发展，它是实现人机交互，数据监测，远程控制的基础。伴随着电子工业的发展，尤其是计算机问世后，大大促进了工业自动化的发展程度，如今到处可见自动化发展的现状，小到停车场的自动管理，大到航天航空的建设，而这一切又反方向的推动了数据采集的发展，自动化的高速发展对数据采集的精确度，效率都提出了更高的要求。在科学技术研究的各行各业中，常常利用PC或者工控机对各种数据进行采集，如液位、温度、压力、频率等。
同时伴随着计算机通讯技术的发展和信息技术的发展，大大推动了自动化技术的前进发展，尤其是近十年来广泛运用的串口通讯，是计算机通讯技术向工业自动化领域的延伸发展，它的发展将大大促进自动化系统结构发生重大改变。RS485串口通讯总线标准及接口技术已经广泛运用于工业控制，仪器仪表，多媒体网络和机电一体化等诸多领域。串口通讯经常运作在数据通讯、计算机网络以及工业上的分布式控制系统中的远程信息采集交换。由于RS485具有性能优异、组网简单的优点，它在集中控制系统、分布式控制系统中的应用广泛，特别是在远距离传输的应用中。基于现在流行的智能化设备采集系统和近年兴起的串口通讯技术，我的毕业设计课题是基于RS485通讯网络的压力传感器数据采集设计。
1.2 RS485、压力变送器、数据采集系统的国内外发展
1.2.1 RS485研究现状
RS485，也称为TIA485（A），EIA485，是定义用于串行通信系统的驱动器和接收器的电气特性的标准。电信号是平衡的，支持多点系统。该标准由电讯业协会和电子工业联盟（TIA / EIA）共同出版。实现标准的数字通信网络可以在长距离和电气噪声环境中有效使用。多个接收器可以以线性多点配置连接到这样的网络。这些特征使得这样的网络在工业环境和类似的应用中是有用的。
RS485支持廉价的本地网络和多点通信链路，使用与RS422双绞线相同的差分平衡线路。普遍认为，RS485可以使用数据速率高达10Mbit/ s，距离可达1,200 m（4,000 ft），但不能同时使用。一个经验法则是以比特/秒乘以长度（以米为单位）的速度不应超过108。因此，一条50米的电缆不应超过2Mbit / s。在某些情况下，可以使用64Mbit / s的数据传输速度。
与具有不能关闭的单个驱动器电路的RS422相反，RS485驱动器使用三态逻辑，允许单个发射器被激活。这允许RS485仅使用两条线实现线性总线拓扑。沿着一组RS485电线设备的设备可以互换地称为节点，站或设备。电线的推荐布置是连接的一系列点对点（多点）节点，即线路或总线，而不是星形，环形或多路连接的网络。由于信号反射或过低或高端接阻抗，星型和环型拓扑不被推荐。如果星型配置是不可避免的，则可以使用特殊的RS485星形/集线器中继器，双向侦听每个跨度上的数据，然后将数据重新发送到所有其他跨度。
典型偏置网络连同终止。 RS485标准中没有规定偏差和终止值。理想情况下，电缆的两端将具有连接在两根电线上的终端电阻。没有端接电阻，快速驱动器边沿的反射可能导致数据损坏。终端电阻也可以降低由于较低阻抗引起的电噪声灵敏度。每个终端电阻的值应该等于电缆特性阻抗（对于双绞线，通常为120欧姆）。沿着这组电线的某处，当线路没有被任何设备驱动时，建立上拉或下拉电阻以故障安全地偏置每条数据线。这样，线路将偏向已知的电压，节点不会将未驱动线路的噪声解释为实际数据;没有偏置电阻器，数据线以这样的方式漂浮，使得当所有设备站静音或无动力时，电噪声敏感度最大。
1.2.2压力传感器国内外研究现状
压力传感器是用于气体或液体的压力测量的装置。压力是表示停止流体膨胀所需的力，通常以单位面积的力表示。压力传感器通常用作换能器;它产生作为施加压力的函数的信号。为了本文的目的，这种信号是电的。
目 录
第一章 绪论1
1.1课题背景及研究意义1
1.2 RS485、压力变送器、数据采集系统的国内外发展1
1.2.1 RS485研究现状1
1.2.2压力传感器国内外研究现状2
1.2.3数据采集系统的的研究现状3
1.3课题研究的主要内容及设计方案4第二章 硬件设计5
2.1总体硬件组成部分5
2.2前端系统电路设计5
2.2.1电源模块5
2.2.2数据采集模块7
2.2.3 RS485通讯模块9
2.2.4单片机控制模块11
2.3外部设备介绍13
2.3.1 MPM480压阻式变送器13
2.4硬件实物图14
第三章 软件部分15
3.1模拟/数字转换（ADC）15
3.1.1 ADC介绍15
3.1.2 ADC的特性15
3.1.3 ADC开关控制15
3.2 DMA控制器16
3.2.1 DMA简介16
3.2.2DMA的主要特点16
3.2.3 DMA中断状态寄存器16
3.3信号采集板17
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
3.3.1功能描述17
3.3.2过程控制17
3.4 485协议通讯17
第四章 调试与测试22
结束语23
参考文献24
附录A25
绪论
1.1课题背景及研究意义
科学发展的现代，工业环境已经越来越复杂多变，工程师们在努力的简化这些设备的操作和工作环境的复杂度，继而实现了流线型的装配空间和简单的人机交换界面，对于这样一个看似矛盾的理想问题，工程师们不断追求创新，才使我们当今社会往智能化方向发展，而这一切都离不了数据采集技术的发展，它是实现人机交互，数据监测，远程控制的基础。伴随着电子工业的发展，尤其是计算机问世后，大大促进了工业自动化的发展程度，如今到处可见自动化发展的现状，小到停车场的自动管理，大到航天航空的建设，而这一切又反方向的推动了数据采集的发展，自动化的高速发展对数据采集的精确度，效率都提出了更高的要求。在科学技术研究的各行各业中，常常利用PC或者工控机对各种数据进行采集，如液位、温度、压力、频率等。
同时伴随着计算机通讯技术的发展和信息技术的发展，大大推动了自动化技术的前进发展，尤其是近十年来广泛运用的串口通讯，是计算机通讯技术向工业自动化领域的延伸发展，它的发展将大大促进自动化系统结构发生重大改变。RS485串口通讯总线标准及接口技术已经广泛运用于工业控制，仪器仪表，多媒体网络和机电一体化等诸多领域。串口通讯经常运作在数据通讯、计算机网络以及工业上的分布式控制系统中的远程信息采集交换。由于RS485具有性能优异、组网简单的优点，它在集中控制系统、分布式控制系统中的应用广泛，特别是在远距离传输的应用中。基于现在流行的智能化设备采集系统和近年兴起的串口通讯技术，我的毕业设计课题是基于RS485通讯网络的压力传感器数据采集设计。
1.2 RS485、压力变送器、数据采集系统的国内外发展
1.2.1 RS485研究现状
RS485，也称为TIA485（A），EIA485，是定义用于串行通信系统的驱动器和接收器的电气特性的标准。电信号是平衡的，支持多点系统。该标准由电讯业协会和电子工业联盟（TIA / EIA）共同出版。实现标准的数字通信网络可以在长距离和电气噪声环境中有效使用。多个接收器可以以线性多点配置连接到这样的网络。这些特征使得这样的网络在工业环境和类似的应用中是有用的。
RS485支持廉价的本地网络和多点通信链路，使用与RS422双绞线相同的差分平衡线路。普遍认为，RS485可以使用数据速率高达10Mbit/ s，距离可达1,200 m（4,000 ft），但不能同时使用。一个经验法则是以比特/秒乘以长度（以米为单位）的速度不应超过108。因此，一条50米的电缆不应超过2Mbit / s。在某些情况下，可以使用64Mbit / s的数据传输速度。
与具有不能关闭的单个驱动器电路的RS422相反，RS485驱动器使用三态逻辑，允许单个发射器被激活。这允许RS485仅使用两条线实现线性总线拓扑。沿着一组RS485电线设备的设备可以互换地称为节点，站或设备。电线的推荐布置是连接的一系列点对点（多点）节点，即线路或总线，而不是星形，环形或多路连接的网络。由于信号反射或过低或高端接阻抗，星型和环型拓扑不被推荐。如果星型配置是不可避免的，则可以使用特殊的RS485星形/集线器中继器，双向侦听每个跨度上的数据，然后将数据重新发送到所有其他跨度。
典型偏置网络连同终止。 RS485标准中没有规定偏差和终止值。理想情况下，电缆的两端将具有连接在两根电线上的终端电阻。没有端接电阻，快速驱动器边沿的反射可能导致数据损坏。终端电阻也可以降低由于较低阻抗引起的电噪声灵敏度。每个终端电阻的值应该等于电缆特性阻抗（对于双绞线，通常为120欧姆）。沿着这组电线的某处，当线路没有被任何设备驱动时，建立上拉或下拉电阻以故障安全地偏置每条数据线。这样，线路将偏向已知的电压，节点不会将未驱动线路的噪声解释为实际数据;没有偏置电阻器，数据线以这样的方式漂浮，使得当所有设备站静音或无动力时，电噪声敏感度最大。
1.2.2压力传感器国内外研究现状
压力传感器是用于气体或液体的压力测量的装置。压力是表示停止流体膨胀所需的力，通常以单位面积的力表示。压力传感器通常用作换能器;它产生作为施加压力的函数的信号。为了本文的目的，这种信号是电的。
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