摘 要

在工业控制领域，由于现场通信的节点通常分布分散，且通信环境恶劣，电子工业协会在原有的RS-232通信标准的基础上设计出了RS-485通信标准。该通信标准的出现使得工业控制中数据的远程传输变得可靠与便捷。本文设计出了一套基于RS485总线的数据通信系统，该系统分为主机和从机两个部分，从机1采集回来的温度信号通过串行方式发送给主机，并显示在与主机相连的液晶显示屏中，而当采集回来的温度大于预设的温度值时，主机的报警电路工作，蜂鸣器发出响声，同时发送标志位给从机2，控制与从机2相连的继电器开关吸合，使电机开始工作，给器件降温。该系统具有一定的实际意义。

本设计中使用了单片机的多机通信原理，串行通信原理，且重点介绍了RS485总线的通信方式。在经过软件和硬件的调试之后，系统能采集到温度传感器DS18B20的温度并显示，在温度大于预设时，报警和电机装置也能正常工作，实现了设计的基本要求。该设计可应用于各类需要远程温度监控的系统当中。

关键词：RS485总线；串行通信；单片机；温度采集

Abstract

窗体顶端

In the field of industrial control, because the node is usually scattered distribution of site communications, and poor communication environment, the Electronic Industries Association designed the RS-485 communication standard based on original RS-232 communication standard . The emergence of the communication standard makes data transmission of industrial remote control becomes reliable and convenient. This paper designed a data communication system based on RS485 bus .This system composed of two parts by the master and slave machine , the one of slave machine will collect the temperature signal and transmit the signal to the host via the serial mode, and display on the LCD display connected to the host screen, and when the temperature is greater than the setting temperature value, the master’s alarm circuit works, buzzer sounds, meanwhile,sends flags to the slave 2, makes the relay switch pull connected to slave 2 , the motor work, the device cool, This system has a certain practical significance.
This design uses a single-chip multi-machine communication principle, the principle of serial communication, and focuses on the RS485 communication bus.After the software and hardware debugging, the system can collect the temperature signal via the DS18B20 temperature sensor and display ,when the temperature is greater than the setting one, alarm and motor devices can work. The basic requirements for the design achieve . This design can be applied with a variety of needs among remote temperature monitoring system.

Key Words: RS485 bus；serial communications；microcontroller；temperature acquisition

目录

第1章 绪论 2

1.1课题的背景与意义 2

1.2国内外的研究现状 3

1.3毕业论文安排

1.3.1设计主要内容 3

1.3.2完成的主要内容及要求 3

1.3.3进度安排 3

第2章 总体设计 4

2.1系统设计方案 4

2.2设计方案论证 5

2.2.1微控制器的选择 5

2.2.2采集方案的选择 5

2.2.3显示装置的选择 6

2.3系统整体框图 6

2.4相关技术 7

2.4.1串行通信原理 7

2.4.2 RS485标准总线接口概述 9

第3章 系统硬件设计 10

3.1主机硬件电路设计 10

3.1.1主机硬件电路 10

3.1.2液晶显示电路 10

3.1.3报警电路 11

3.2从机硬件电路设计 12

3.2.1温度采集电路 12

3.2.2继电器控制电机电路 12

3.3 RS485通信模块电路设计 13

第4章 系统软件设计 16

4.1主机程序 16

4.2从机1程序 20

4.3从机2程序 23

4.4液晶显示程序 25

4.5温度采集程序 27

第5章 仿真验证 30

第6章 总结 33

参考文献 34

致谢 36

第1章 绪论

1.1课题的背景与意义

随着数字技术的发展和计算机日益广泛的应用，如今一个系统常常由多台计算机构成，需要处理多站、远距离通讯的问题。现场总线定义为应用在现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。世界上有四十余种现场总线，工业总线网络可分为三类：485网络、HART网络、FieldBus现场总线网络。RS485是如今使用较多的一种工业组网方式，其特点是使用简单方便，并且支持RS485的仪表又很多。RS485的转换接口不但便宜而且种类繁多，仪表商们也很支持使用RS485。至少在实际的应用中，RS485仍将是最主要的工业组网方式。

现在，有很多接口标准可用于串行通信，如RS-232、RS-422、RS-423和RS-485。RS-232是最早出现的串行接口标准，在传输距离较短、需要的波特率较低的串行通信中得到了大范围的应用。之后发展起来的RS-422、RS-485是平衡传输的电气标准，比之RS-232非平衡的传送方式在传输安全稳定上有了大幅度的提高。在上述的网络系统中，通信距离较近时可采用RS-232S实现，此时的通信距离视负载而定，但一般最多不超过十几米，而采用RS-485标准通信，其通信的有效距离可长达1200米。若加中继器则可更大程度地加大有效的通信距离。因而，在通信距离为几十米到上千米的应用中，普遍采取RS-485 收发器。RS-485 收发器采取得是平衡发送和差分接收，具有很好的抑制共模干扰的能力，加上接收器拥有较高灵敏度，能检测的电压低达两百毫伏，因此传输信号能在千米以外得以恢复。使用 RS-485 总线传输信号时时，一对双绞线就能实现几个基站之间的通讯，构成分布式系网络。设备简单、价格低廉、能进行长距离稳定通信的优点使RS-485总线得到了十分广泛的应用。

1.2国内外的研究现状

在国内外的研究设计报告中，RS485总线突显了通讯方式简洁灵活、硬件接口简单、软件易实现、性价比较高等优点而被广泛的应用。RS485总线标准是在RS422标准的基础上研究出来的，它支持多节点、远距离数据传输和接收，并且灵敏度较高。不少现场总线物理层也采取了RS485的电气标准，RS485总线的应用的范围扩大到工业、交通控制自动化、楼宇自控系统等多个领域。

1.3毕业论文安排
1.3.1设计主要内容

1）设计基于微处理器的RS485总线基站