基于MODBUS协议的模拟量采集卡的设计与实现

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1、本科毕业论文（科研训练、毕业设计）目:基于MODBUS协议的模拟量采集卡的设计与实现姓名：谢文彬学院：信息科学与技术学院系：自动化系专业：自动化年级：2001级学号：01130074指导教师（校内）：刘瞰东职称：讲师指导教师（校外）：职称：2005年6月1日基于MODBUS协议的模拟量采集卡的设计与实现摘要在T业现场屮，常常需要进行各种数据采集与监测，并与上位控制屮心进行数据交换。本文介绍了基于MODBUS通讯协议的模拟量采集卡的软硬件设计与制作。本采集卡可以通过软件分时采集8路模拟量信号，并可适应不同输入屯压

2、范围，在各种实际场合屮很常见，是-•种典型的数据采集卡。针对数据的远程通信，使用基于MODBUS协议的RS485总线通信方式。系统软件采用MCS-51汇编语言编写。关键词单片机模拟量采集MODBUS抗干扰AbstractIntheindustrialfield,it'softenneedtogatherandmonitorvariouskindsofdata,andexchangedatawithmastercontrolcenter.Thispaperintroducesthehardwareandsoftw

3、aredesignandthemanufactureoftheanalog-data-acquisitioncardwhichisbasedonMODBUSprotocol.Thiscardprovides8analoginputchannelsthatareindependentlysoftwareprogrammableforavarietyofranges,anditisverycommoninvariouskindsofactualsituation,isoneoftypicaldata-acquisi

4、tioncard.Tothelong-distancecommunicationofdata,usetheRS485buscommunicationbasedonMODBUSprotocol.ThesystemsoftwareusestheMCS-51assemblylanguagecompilation.KeyWords:MCUanalog-data-acquisitionMODBUSanti-jamming588910111212121315161617182021212222232424252729303

5、132333333343434目录第一章原理图的设计和PCB版布线§1系统总体设计§2绘制原理图§3PCB板布线§4木章小结第二章系统硬件组成§1AT89C51单片机§2MAX197模数转换器§2.1MAX197性能介绍§2.2MAX197的使用方法§2.3AT89C51单片机对MAX197的控制§36N137光耦合器§4通讯接口§5其他§6本章小结第三章系统抗干扰措施§1光电耦合§2低通滤波§3供电系统干扰的抑制§4本章小结第四章系统的软件设计§1ModbusI力'议简介§2模拟量采集了程序编写§3通讯部分程

6、序框图§4本章小结结论致谢语［参考文献］附录Protel软件介绍§1软件简介§2使用方法介绍§2.1原理图绘制§2.2生成网络表§2.3PCB板布线引言随着我国工业水平的提高，工业现场的测量控制越来越重要，测量的精度，数据的稳肚性等指标均有了较大的提高。一个良好的数据采集卡能够为复杂环境下的数据采集带来很多便利。下面将着重介绍工业现场的一些特点，以及数据采集的相关信息。一、工业控制现场的特点随着科技的发展，危险而复杂的T业现场已经慢慢转变为较少人为干预的安全简单的操作环境，人们不需要进入工业现场，转而由机器自动

7、控制，代替人们从事危险的工作。机器必须能实时采集现场数据，对工业现场进行本地或远程的口动控制，对工艺流程进行全面、实时的监视，并为生产、调度和管理提供必要的数据。对于不同的工业现场，其特点各不相同。化工方面，常常有危险的气体、液体，对人体有害。电气方面，常常表现为高电磁辐射、剧烈的温度变化、多种多样的噪声干扰。其他的还有燃气、污水处理、排污监控、水文监测、石油、冶金等行业的现场。基于以上的特点，就要求一个良好的数据采集卡必须具备以下的特点：现场测控功能强,性能稳定，可靠性高；测控点数多，测控精度高，测控速度快；

8、使用寿命K,能够抵抗一定的物理、化学破坏；等等。二、数据采集人们在认识世界和改造世界的过程中，一方面耍采用各种方法获得客观事物的量值，另一方面也要釆用各种方法支配或约束某一客观事物的进程结果。因此测量和控制是人类认识世界和改造世界的两项工作任务，而数据采集则是测控仪器和系统实现任务的工具和手段。因此，数据采集就是利用计算机技术采集、记录、显示和分析生产现场的各种物理参量，以供生产管理人