毕业设计（论文）-基于rs-485的多路数据采集模块的设计

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1、青岛科技大学本科毕业设计（论文）1绪论1.1基于RS-485的多路数据采集模块的设计综述1.1.1基于RS-485的多路数据采集模块的意义和任务“基于RS-485的多路数据采集模块”完成的任务是测得电压、电流、温度等模拟量信号，经过模块内部处理，通过RS-485总线传给计算机。自然界所存在的一些物理量和大量的是模拟量，例如压力、流量、温度、轴角、光通量、位移等，它们是非电模拟量。这些模拟量不能送进数字计算机进行处理，必须先经传感器件将其转换成模拟电信号，经过放大后送至模拟/数字转换器，将模拟信号转换成数字信号。数字

2、信号经过数字计算机分析处理后，其输出仍是数字信号，所以必须经过数字/模拟转换器，将数字信号转换成模拟信号，将数字信号转换成模拟信号后，才能送去控制执行元件，例如科研和生产中常常遇到程序升温、降温的问题，为了保证生产过程正常安全的进行，提高产品的质量和数量，减轻工人的劳动强度，节约能源，常常要求加热对象的温度按照某种指定的规律变化。选择合适的ADC设计高速高精度采集系统提供了一个较好的解决方案。该设计的意义在于:电流、电压、温度是工业、农业对象中主要的被控参数之一，像电子、冶命、机械、食品、化工等各类工农业业中，广泛

3、使用的各种加热器、热处理炉、反应炉、温度计等，对工件的处理温度要求严格控制，计算机温度控制系统使温度控制指标得到了大幅度提高。随着单片机和传感技术的迅速发展，自动检测领域发生了巨大变化，环境自动监测控制方面的研究有了明显的进展，各种更为先进的检测系统正在应运而生，它们能很好的克服信号易受干扰损耗，测量误差较大以及安装拆卸繁杂等缺点，例如利用DALLAs公司生产的新型器件实现的数字化单总线技术。但目前在低成本检测系统或者精度要求不高的检测系统中，传统的温度控制措施仍然占据着主导地位。1.1.2课题研究背景及立题依据3

4、3青岛科技大学本科毕业设计（论文）人类社会进入信息时代，信息技术已经深深地渗透到人们的日常生活中。信息技术主要包括信息的获取、传输、处理、记录和应用等。信息技术的三大主要技术也就是常说的3C技术是信息获取技术、通信技术和计算机技术(Collection,Communication,Computer)。其中，信息获取技术是信息技术的基础，而数据采集是信息获取的主要手段和方法。目前，国外数据采集模块较上世纪有了很大的发展，从最近国外公司展示的新产品可以看出，主要的发展方向可以概括为使用方便、功能多样和体积减小三个方面。

5、国内数据采集模块起步比较晚，国内的数据采集模块与国外数据采集模块相比，在技术上仍然存在一定的差距，主要表现在：(1)由于整个国内的微电子模块还与世界水平有一定差距，模数转换芯片的速度还不能达到世界先进水平，同时高速PCB设计方面的人才比较稀少，所以国内较少研制出速度非常高同时性能又非常好的数据采集模块。(2数据采集模块本身的信号处理功能不强，只能采集热电阻或热电偶信号，不能同时采集热电阻，热电偶信号，在现场只能做一些简单的数据分析，大多数的处理要离线到计算机上去做。(3)模块的软件水平还不是很高，设备操作起来有很多

6、不人性化的地方。虽然国内与国外在数据采集技术上存在差距，但是总体来看这个差距在不断缩小，在不久的将来中国的数据采集模块肯定会晋升国际一流的水准。针对数据采集模块不能同时采集热电阻、热电偶信号的缺点，本论文提出一种基于RS-485的多路数据采集模块的设计方案，采用RS-485总线，单元模块直接挂在RS-485网络上，能够同时采集热电阻、热电偶信号，此方案同样解决了测量点分布不均匀、数量多、传输距离远的问题，能够满足不同工业环境下模拟量的采集需求。1.2本文研究的主要内容整个多路数据采集模块的设计主要分为硬件设计和软件

7、设计。硬件设计部分主要包括八路选择开关采集不同类型模拟量，模拟量放大，AD转换芯片通过SPI总线协议与微处理器的通讯以及微处理器通过RS-485总线与上位机通讯等。模块的软件设计包括模块初始化，数据采集，数据预处理，数据分析等。33青岛科技大学本科毕业设计（论文）33青岛科技大学本科毕业设计（论文）2模块总体设计2.1多路数据采集模块的指标要求2.1.1电源要求lDC+10~+30Vl防止电源逆转2.1.2环境要求l操作温度：-10~70°C(14~158°F)lEMI：符合FCCA类或CE类l存放环境温度：-25

8、~85°C(-13~185°F)l操作湿度：5~95%，无冷凝2.1.3机械指标l外壳：含有固定防滑硬件l插入式螺丝：0.5mm~2.5mml接线端子：＃14~＃22AWG2.1.4与上位机通讯l采用RS-485接口l传输速率：1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600,bpsl最大传输距离：4000英尺（1.2KM）l电源与