毕业论文--基于Modbus协议的温度测控节点的设计

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1、基于Modbus协议的温度测控节点的设计摘要在机械、化工、纺织等行业，随着生产规模的不断扩大，以及对生产过程集中监控的迫切要求，现场总线技术应运而生，并成为了当今测控领域研究的热点之一。Modbus协议作为现场总线的一种，以其开发成本低，简单易用等诸多优点己被工业领域广泛接受。温度作为工业中重要的测量参数之一，本课题选择了温度作为测量的对象，并设计了基于Modbus协议的温度测控节点。本设计采用TC1047A传感器采集现场温度，由STC12C5A60S2单片机进行AD转换和Modbus协议通讯。通讯的物理层采用RS485接口

2、，并增加了光电隔离、抗雷击和短路保护等功能。最后实现了单个节点和PC机的Modbus协议通讯，并通过控制蜂鸣器和继电器来模拟工业现场控制。本文分别从硬件和软件上阐述了该温度测控节点的实现方法。关键词温度测控Modbus协议RS485STC12C5A60S2IITheDesignofTemperatureMeasuringandControllingNodeBasedtoModbusProtocolABSTRACTWiththecontinuousexpansionofproductionscale,andtheurgentr

3、equirementsincentralizedmonitoringoftheproductionprocessinmechanical,chemical,textileandotherindustries.Fieldbustechnologycameintobeing,andbecomeoneofhotresearchfieldofmeasurementandcontroltoday.Asoneoffieldbus,Modbusprotocolhavebeenwidelyacceptedbecauseoflowdevelo

4、pmentcost,easytouseandmanyotheradvantagesinindustry.Thetemperatureisoneoftheimportantparametersmeasuredinindustry,soithasbeenchosenameasurementoftheobject,temperaturemeasurementandcontrolnodeshasbeendesignedbasedonModbusprotocol.ThisdesignusesTC1047Asensortocollect

5、on-sitetemperature,ADconversionandModbusprotocolcommunicationscanbedonebySTC12C5A60S2microcontroller.ThephysicallayerofcommunicationadoptsRS485interface,andhaveopticalisolation,anti-lightningandshortcircuitprotectioninaddition.Finally,achievedtheModbusprotocolcommu

6、nicationbetweenasinglenodeandthePC,andsimulateindustrialcontrolbycontrollingthebuzzer,andrelay.Thispaperdescribestheimplementationoftemperaturecontrolnodefromhardwareandsoftware.KEYWORDSTemperatureMonitoringModbusprotocolRS485STC12C5A60II目录中文摘要Ⅰ英文摘要Ⅱ1绪论12设计方案32.1方案

7、概述32.2方案论证32.2.1通讯可靠性42.2.2温度检测电路选择42.2.3系统电源稳定性53硬件电路设计63.1最小系统电路63.2温度检测电路63.3电源电路73.4报警控制电路93.5通讯电路103.6显示电路133.7硬件抗干扰的设计144MODBUS协议概述与应用164.1MODBUS协议概述164.1.1总体描述164.1.2MODBUS数据单元174.1.3MODBUS通信原理174.2M两种传输方式194.2.1ASCll模式204.2.2RTU模式204.3MODBUS消息帧214.3.1ASCll帧

8、214.3.2RTU帧214.3.3字符的连续传输224.5错误检测方法234.5.1LRC检测244.5.2CRC检测245软件设计255.1AD采集程序设计265.2串口中断处理程序设计275.3MODBUS协议程序设计295.4CRC计算及校验程序设计296总结33致谢34参考文献3