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基于RS-485总线的数据采集系统（二） |
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作者：苏晓龙? 王香婷??? 中国矿业大学 |
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1.1.4通信模块 |
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RS-485总线采用双绞线差分传输方式，可连接成半双工和全双工方式，最远传输距离为1.2km。系统数据通信采用半双工通信方 |
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式，即整个网络中任一时刻只能由一个节点成为主节点，处于发送状态，并向总线发送数据，其他的节点都必须处于接受状态， |
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如果2个或2个以上节点同时向总线发送数据，将导致所有发送数据失败，因此通信网一般采取主从式，即主节点控制整个网络的 |
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通信时序，使总线上的各节点分时使用总线，解决总线数据传输的冲突。 |
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总线驱动芯片选用RS-485接口芯片SN75LBC184，它采用单一电源，电压为3～5.5V时都能正常工作。与普通的RS-485芯片相比 |
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，它不但能抗雷电的冲击，而且能承受高达8kV的静电放电冲击，片内集成4个瞬时过压保护管，可承受高达400V的瞬态脉冲电压 |
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，因此它能显著提高防止雷电损坏器件的可靠性。对一些环境比较恶劣的现场，可直接与传输线相接，而不需要任何外加保护元 |
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件。该芯片还有一个独特的设计，当输入端开路时，其输出为高电平，这样可保证接收器输入端电缆有开路故障时，不影响系统 |
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的正常工作。另外它的输入阻抗为RS-485标准输入阻抗的2倍（≥24kΩ），故可以在总线上连接64各收发器。芯片内部设计了 |
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限斜率驱动，使输出信号边沿不会过陡，使传输线上不会产生过多的高频分量，从而有效扼制电磁干扰。总线驱动芯片和单片机 |
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的连接采用简介连接，如图7所示。 |
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1.1.5数据存储模块 |
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该模块用来存储下位机穿过俩的压力数据。系统对数据存储器的基本要求是存储容量要大，掉电数据不容易丢失，能保存较长时 |
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间，易于扩展容量。基于以上要求，选用了遵循IIC总线串行扩展技术的24C256.。单片机和24C256之间的数据交换完全遵照 |
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IIC总线的规定，即单片机作为主机，24C256作为从机，所有操作都是由SDA?? 和SCL 2个脚位的状态（共有4个状态：开始、停 |
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止、数据和应答）来确定。24C256和单片机的连接图如图8所示。 |
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1.1.6时钟模块 |
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采用实时时钟芯片DS12C887为系统产生时间基准，它和单片机的连接如图9所示。可当作单片机的外部RAM处理，通过PO口对
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DS12C887进行操作，通过其中断引脚IRQ向单片机发出中断，使单片机读出时间。 |
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2.软件设计 |
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系统软件框图如图10所示。一级目录分为上位机程序、通信程序和下位机程序；二级目录分为数据采集程序模块、模拟多路开关
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控制程序模块、数据处理程序模块、下位机通信程序模块、上位机通信程序模块、显示程序模块、存储程序模块、时钟程序模块 |
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以及键盘控制模块。每个二级程序模块又由更小的函数组成，这样的设计方法容易修改和测试。 |
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软件程序设计按照自顶向下的原则，按功能模块化划分，采用C语言编程实现各模块功能，以子程序的形式进行封装，对外部提 |
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供规定的接口，再按照系统流程要求进行模块组合，最后实现整个系统。 |
