专业综合设计课程设计-基于MODBUS数据采集系统的设计汇.doc

吉林化工学院信控学院专业综合设计说明书 基于Modbus协议的数据采集系统 学生学号 学生姓名： xxx 专业班级：测控0802 指导教师：xxxx 职 称：教授 讲师 起止日期：2011.10.10～2011.10.29 吉林化工学院 Jilin Institute of Chemical Technology 专业综合设计任务书 一．设计题目：基于MODBUS协议的数据采集系统 二．设计目的 1．培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际问题的能力； 2．培养学生的团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态度和严谨求实的工作作风； 3．学习C8051F350单片机体系结构及程序开发； 4．学习电路 设计时间共三周（2007.12.10～2007.12.28）,具体安排如下表： 周安排 设 计 内 容 设计时间 第一周 1. 掌握C8051F350单片机体系结构； 2. 设计采样电路和调试，并应用Protel画出其电路原理图。 2011.10.10～2011.10.16 第二周 1. 学习Modbus通信协议和组态王； 2. 编写实验程序。 2011.10.17～2011.10.23 第三周 1. 整机调试； 2. 撰写综合设计报告； 3. 答辩。 2011.10.24～2011.10.29 五．指导教师评语及学生成绩 指导教师评语: 年 月 日 成绩 指导教师(签字): 目 录 专业综合设计任务书 I 摘要 III 第1章 概述 1 第2章 方案选取 2 2.1 通信方式选择 2 2.2 ADM2852的选择 2 第3章 硬件电路设计 3 3.1 RS484通信电路图 3 3.3 单片机最小系统 4 3.4 供电电源 4 第4章 核心元器件的介绍 6 4.1 C8051F350微控制器 6 4.1.1 24或16位模/数转换器(ADC0) 7 4.1.2 端口输入/输出 7 4.1.2电压基准选择 7 4.1.3 定时器 7 第5章 系统电源 9 第6章 结论 10 参考文献 11 附录1 电路原理图 12 附录2 程序 13 摘要 此次专业综合设计采用C8051F350单片机、ADM2582隔离型RS-485收发器，HT7133稳压芯片、集成RS485转RS232转换器构成的系统，C8051F350单片机作为下位机应用组态王6.5软件编制的上位机监控程序完成对量的，下位机参数读写显示报警等，从而实现了一套完整可靠的监控系统。组态王6.5 计算机网络、通信与控制技术的发展，导致自动化系统的深刻变革。随着微处理器与计算机功能的不断增强，价格急剧降低，计算机与计算机网络系统得到迅速发展。而处于企业生产过程底层的测控自动化系统，由于设备之间采用传统的一对一连线，用电压、电流的模拟信号进行测量控制，或采用自成体系的封闭式的集散系统，难以实现设备之间以及系统与外界之间信息变换，使自动化系统成为“信息孤岛”。 随着现代工业的发展，对工业设备的控制逐步从单一独立系统向集散控制监控系统发展，因此，设计了基于Modbus协议的智能工业控制器监控系统，实现了一个完整的工业监控系统。±15 kVESD保护及信号和电源隔离，该器件适合用于多点传输线上的高速通信，内部集成隔离式DC-DC电源，无需外加DC-DC模块。采用5V或3.3V供电，实现完全集成的信号与电源隔离RS-485解决方案。ADM2582驱动器具有高电平有效使能特性，也具有低电平有效接收器使能特性，禁止时可使接收器输出进入高阻抗状态。 第3章 硬件电路设计 在设计方案选定好之后，需要对整个系统的实现过程有个具体的思考分析，并拿出一个具体的系统实现方案框图，将整个实现过程模块化，便于硬件电路的设计和分工焊接，便于硬件的检错和硬件的调试。图3-1，便是选定的方案一的系统实现框图。 图3-1 工作流程图 3.1 RS484通信电路图 RS-485数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输，它使用一对双绞线，将其中一线定义为A，另一线定义为B。RS-485可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信。RS-485总线，在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485串行总线标准。RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。 RS-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多