基于MODBUS数据采集系统的设计毕业设计

1、吉林化工学院信控学院专业综合设计说明书基于 Modbus协议的数据采集系统吉林化工学院Jilin Institute of Chemical Technology吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计 （论文），是本人在指导老师的指导下， 独立进 行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明 引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品 成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明 。 矚慫润厲 钐瘗睞枥庑赖。本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 二一年九月二十日毕业

2、设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论 文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同 意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论 文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用 。 聞創沟燴鐺險爱氇谴净。（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名:二一年九月二十日基于 Modbus 协议的数据采集系统专业综合设计任务书一设计题目：基于 MODBU协S 议的数据采集系统 二设计目的1培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际

3、问题的能力； 2培养学生的团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态度和严谨求实的工作作风； 3学习 C8051F350单片机体系结构及程序开发；4学习电路的焊装和硬件调试；5. 编写完整的实验程序，进行整机调试；6. 学习撰写设计说明书。三设计任务及要求设计并实现基于 Modbus协议的数据采集系统。系统具有以下基本功能：1利用 C8051F350片上系统的 24位 AD转换模块实现对外部数据的采集；2使用 Modbus通讯协议实现单片机与上位机的通讯；3. 通过组态王软件实现数据的实时显示。四设计时间及进度安排设计时间共三周( 2007.12.102007.12.28), 具体安排如下表：周

4、安排设计内容设计时间第一周1. 掌握 C8051F350单片机体系结构；2. 设计采样电路和调试，并应用 Protel 画出其电路原理图。2011.10.102011.10.16第二周1. 学习 Modbus 通信协议和组态王；2. 编写实验程序。2011.10.172011.10.23第三周1. 整机调试；2. 撰写综合设计报告；3. 答辩。2011.10.242011.10.29五指导教师评语及学生成绩指导教师评语:年 月 日成绩指导教师(签字):- II -吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书目录专业综合设计任务书I 残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。摘要IV 酽锕极額閉镇桧猪訣锥。第

5、1 章 概述 第 2 章 方案选取1 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。2 謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。2.1 通信方式选择2 厦礴恳蹒骈時盡继價骚。2.2 ADM2852 的选择2 茕桢广鳓鯡选块网羈泪第 3 章 硬件电路设计3 鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。3.1 RS484通信电路图3.3 单片机最小系统3.4 供电电源第 4 章 核心元器件的介绍 3 籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。 4 預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。 5 渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。6 铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。4.1 C8051F350微控制器 6 擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。4.1.1 24或 16 位模/数转换器(ADC0) 7 贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。4.1.2 端口输

6、入 /输出 7 坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。4.1.2电压基准选择 7 蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。4.1.3 定时器7 買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。第 5 章 系统电源 第 6 章 结论 参考文献8 綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。15驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。16猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。附录 1 电路原理图附录 2 程序17锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。18構氽頑黉碩饨荠龈话骛。- III -基于 Modbus 协议的数据采集系统摘要此次专业综合设计采用 C8051F350单片机、ADM2582 隔离型 RS-485收发器，HT7133 稳压芯 片、集成 RS485转 RS232转换器构成的系统， C8051F350单片机作为下位

7、机，应用组态王 6.55 软 件编制的上位机监控程序，应用单片机内部集成 A/D 转换器完成对实时电压模拟量的采集和处理， 而组态王用于对下位机参数读写、显示、报警等，从而实现了一套完整可靠的电压采集监控系统。 上位机和下位机通过 Modbus 通讯协议来进行数据的采集。该设计电压采集范围在 02.2V，误差 范围可控制在 0.5mV。 輒峄陽檉簖疖網儂號泶。该系统具有使用方便、测量精确、稳定性高、可性强等优点，可以在很多领域应用，如温度、 液位、压力等物理量的采集和监控。 尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。关键字 ：C8051F350，ADM2582，组态王 6.55，Modbus协议- IV -吉林化

8、工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书第 1 章 概述计算机网络、通信与控制技术的发展， 导致自动化系统的深刻变革。 随着微处理器与计算机功 能的不断增强， 价格急剧降低，计算机与计算机网络系统得到迅速发展。 而处于企业生产过程底层 的测控自动化系统，由于设备之间采用传统的一对一连线，用电压、电流的模拟信号进行测量控制， 或采用自成体系的封闭式的集散系统， 难以实现设备之间以及系统与外界之间信息变换， 使自动化 系统成为“信息孤岛”。随着现代工业的发展，对工业设备的控制逐步从单一独立系统向集散控制监控系统发展， 因此， 我们设计了基于 Modbus协议实现下位机对电压信号的采集和组态王通信

9、的智能工业控制器监控系 统，它的数据通信系统由数据的发送设备、接收设备、作为传输介质的总线、通信协议组成。本设 计虽然是简单的用单片机内部集成 A/D 转换器进行电压采样，但是利用此原理，并将设计稍加改动， 就会演变成很多工业自动化监控系统，例如对温度、压力、液位等工业现场参数的精确控制，并且 可以利用上位组态软件实现现场参数的读写、显示、越限报警等实现了一个完整的工业监控系统。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一， 被誉为自动化领域的计算机局域网。 它的出 现，将对该领域的技术发展产生重要影响，而本设计所运用的 Modbus协议更是现场总线中应用较 为广泛的一种总线技术。 识饒鎂錕缢灩

10、筧嚌俨淒。基于 Modbus 协议的数据采集系统第 2 章 方案选取2.1 通信方式选择用通信方式来看，有两种总线方式即： RS232总线和 RS485总线。方案一：采用采用 RS232串行总线方式，它是外部串行总线，通常我们用 9 针线接口进行通 信，实际上只用到 TXD 、RXD 、GND 三根线，单端传输方式，最大传输距离是 15 米，最大传输 速度 20Kbit/s，具有串行传输只需要一根传输线即可，在成本上可以有一定的节约。 凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫 籴。但是典型的 RS-232信号在正负电平之间摆动，在发送数据时，发送端的驱动器输出正电平在 +5+15V，负电平在-5 -15V 之间。当

11、没有数据传输时，线上未 TTL,从开始传输数据到结束，线 上电平从 TTL 电平到 RS-232电平再返回 TTL 电平。接收器典型的正工作电平再 +3+12V，负电平 在-3 -12V。由于发送电平和接收电平的差仅为 2V到 3V，所以共模抑制能力差，再加上双绞线上 的分布电容，其传送距离最大为 15M，最高速率为 20Kbit/s。由于 RS-232用于一对收发设备通讯， 所以它只适合本地设备之间的通讯。 恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。方案二：采用 RS485串行总线方式，它也是外部串行总线， RS-485可以采用二线与四线方式， 二线制可以真正实现多点双向通讯。 而在采用四线连接时，只能实现点对

12、多的通信， 也就是只有一 个主设备，其他全为从设备。它的特点是输入为差分输入方式，最大传输距离为 1200 米，最大传 输速率为 10Mbit/s，其优点是在 RS232基础上其抗干扰能力极强， 同一根电缆线的数据传输可以不 受其他线路的干扰，还具有总线收发器灵敏度很高，能检测很低的电压（ 200mV），在远距离传输 时也能使信号得以恢复。 RS-485的接口信号电平较 RS-232低，不易是接口电路的芯片受到损坏。 由于 RS-485的种种优点，使它成为众多工程师的首选串行接口。 鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。所以基于 RS-485的优点，本设计也采用方案二作为通信方式。2.2 ADM2852的选择

13、RS485 电路总体上可以分为隔离型与非隔离型。隔离型比非隔离型在抗干扰、系统稳定性等 方面都比较好，但有一些要求比较低的场合也可以用非隔离型。 硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。为防止电磁干扰或者电源尖峰脉冲干扰， 所以尽管本设计电路较为简单， 传输距离较近，但为 了安全，选用隔离型电路。 阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。ADM2582 是高集成度数据收发器，支持 15 kVESD保护及信号和电源隔离，该器件适合用于 多点传输线上的高速通信，内部集成隔离式 DC-DC电源，无需外加 DC-DC模块。采用 5V 或3.3V 供电，实现完全集成的信号与电源隔离 RS-485解决方案。ADM2582 驱动器具有高电平有

14、效使能特 性，也具有低电平有效接收器使能特性，禁止时可使接收器输出进入高阻抗状态。 氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书第 3 章 硬件电路设计在设计方案选定好之后， 需要对整个系统的实现过程有个具体的思考分析， 并拿出一个具体的 系统实现方案框图，将整个实现过程模块化，便于硬件电路的设计和分工焊接， 便于硬件的检错和 硬件的调试。图 3-1，便是选定的方案一的系统实现框图。 釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。PC 机 组 态 界 面3.3V 直流电源图 3-1 工作流程图3.1 RS484 通信电路图RS-485 数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输，它使用一对双绞

15、线，将其中一线定义 为 A，另一线定义为 B。RS-485可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信。RS-485 总线，在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用 RS-485串行总线标准。 RS-485采用平衡发 送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至 200mV 的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。 RS-485 采用半双工工作方式，任何时候只能有一点 处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。 RS-485 用于多点互连时非常方便，可以 省掉许多信号线。应用 RS-485 可以联网构成分布式系统，其允许最多并联 32台驱

16、动器和 32台接 收器。 RS-485 驱动器可以用在 RS-422网络中应用。 RS-485的最大传输距离约为 1219米，最大传 输速率为 10Mbps。平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在 100Kbps速率以下，才可能使用规定 最长的电缆长度。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。 一般 100 米长双绞线最大传输速率 仅为 1Mbps。怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。在短距离的信息传输过程中， 可以忽略大部分的干扰，即可以不使用双绞线。在没有强干扰的 影响时，信号传输的终端也可以不加抗共模干扰的电阻。有的情况， 485 总线芯片的供电电源也会 引起干扰，在这种情况下，需要对供电电源进行隔离，

17、图3-3 所示的电路就是消除电源干扰的一种 电路设计方案。 谚辞調担鈧谄动禪泻類。基于 Modbus 协议的数据采集系统图 3-2 RS485通信原理图3.3 单片机最小系统如下图 3-3 所示是单片机最小系统图 3-3 单片机最小系统吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书3.4 供电电源本次设计采用 +5V 电源供电，由于 C8051F350单片机的工作电压范围为 2.7V - 3.6V，所以选 择 LM1117T-3.3 作为电源稳压器，输出稳定的 3.3V 电压为单片机和 ADM2582E 使用。如图 3-4 所示。嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。图 3-4 系统电源基于 Modbus

18、协议的数据采集系统第 4 章 核心元器件的介绍4.1 C8051F350 微控制器C8051F350器件是完全集成的低功耗混合信号片上系统型 MCU，具有片内上电复位、 VDD监视器、 看门狗定时器和时钟振荡器的 C8051F41x器件是真正能独立工作的片上系统。 FLASH存储器还具有在 系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储， 并允许现场更新 8051固件。用户软件对所有外设具 有完全的控制，可以关断任何一个或所有外设以节省功耗。 熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。片内 Silicon Labs 二线（C2）开发接口允许使用安装在最终应用系统上的产品 MCU进行非侵 入式（不占用片内资源）、全速、在

19、系统调试。调试逻辑支持观察和修改存储器和寄存器，支持断 点、单步、运行和停机命令。在使用 C2进行调试时，所有的模拟和数字外设都可全功能运行。两 个 C2 接口引脚可以与用户功能共享，使在系统调试功能不占用封装引脚。 鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。每种器件都可在工业温度范围（ -45 到+85）内用 2.7V-3.6V 的电压工作。端口 I/O 和纣 忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。/RST 引脚都容许 5V 的输入信号电压。 C8051F350/1/2/3 采用 28 脚 QFN （也称为 MLP或 MLF） 颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。封装或 32 脚 LQFP 封装。如图 4-1 所示图 4-1 C8051F35

20、0顶视图吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书4.1.1 24 或 16位模/ 数转换器(ADC0)C8051F350/1/2/3 内 部 有 一 个 全 差 分 24 位 (C8051F350/1) 或 16 位 (C8051F352/3)Sigma-Delta 的数转换器 (ADC),该 ADC具有在片校准功能。两个独立的抽取滤波 器可被编程到 1KHz的样率。可以使用内部的 2.5V电压基准 , 也可以用差分外部基准进行比率测 量。ADC0中包含个可编程增益放大器 ,有8种增益设置 ,最大增益可达 128倍。模拟多路选择器将 ADC的差输入与 8个外部引脚及内部温度传感器相连。

21、可以使用内部输入缓冲器为直接连接的变 送器供高输入阻抗。一个 8位的偏移 DAC允许修正较大的输入偏移电压。 濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。4.1.2 端口输入 / 输出C8051F350/1/2/3有17个I/O引脚(两个8位口和一个 1位口) 。C8051F350/1/2/3端口的工作 情况与标准 8051相似,但有一些改进。每个端口引脚都可以被配置为模拟输入或数字I/O 引脚。被选择作为数字 I/O 的引脚还可以被配置为推挽或漏极开路输出。在标准 8051中固定的“弱上 拉”可以被总体禁止以节省功耗。数字交叉开关允将内部数字系统资源映射到端口 I/O 引脚。 可通过设置交叉开关控制寄存器将片内的

22、计数器 / 定时器、串行总线、硬件中断或其它数字信 号配置为出现在端口 I/O 引脚。这一特性允许用户根据自己的特定应用选择通用端口 I/O 和所需 要的模拟和数字资源的组合。 銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。4.1.2 电压基准选择C8051F350有两个电压基准选项：内部 2.5V 参考电压或外部参考电压。 ADC0CF寄存器中的 AD0VREF位 选择基准源。 挤貼綬电麥结鈺贖哓类。内部电压基准电路包含一个 1.25V 、温度性能稳定的带隙电压基准发生器和一个两倍增益的输 出缓冲放大器，产生 2.5V 的电压基准。 当内部电压基准被使用时， 它被驱动输出到 VREF+引脚， 此时 VREF-引脚被

23、接到 AGND。通过将寄存器 ADC0MD中 的 AD0EN 位置 1和将寄存器 ADC0CF 中的 AD0VREF位 清 0来使能内部电压基准。 赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。当内部振荡器被使能时，内部振荡器的偏压发生器被自动使能。 REF0CN中 的 BIASE 位也可以 用于在内部振荡器未被使能使能的情况下来使能内部振荡器的偏压发生器。 类似地，寄存器 REF0CN 中的 REFBE 位可用于使能内部带隙基准发生器，该带隙基准发生器为 ADC、IDAC、时钟乘法器和 内部电压基准所用。 塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。ADC的 电压基准由寄存器 ADC0CF中的 ADC0VREF选 择。当 ADC0VRE

24、位F被置1时，ADC使 用 外部电压基准源；当 ADC0VREF位 被清0时，ADC使用内部基准。 裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。4.1.3 定时器C8051F350内部有 4个 16位计数器/定时器：其中两个与标准 8051中的计数器/定时器兼容， 另外两个是 16 位自动重装载定时器，可用于其他外设或作为通用定时器使用。这些定时器可以用 于测量时间间隔，对外部事件计数或产生周期性的中断请求。定时器 0和定时器 1几乎完全相同， 有四种工作方式。定时器 2和定时器 3均可作为一个 16位或两个8位自动重装载定时器。定时器基于 Modbus 协议的数据采集系统2 和定时器 3 还具有 smaRTClo

25、ck捕捉方式，可用于测量 smaRTClock时钟（相对于另一振荡器） 仓 嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。第 5 章 系统电源本次综合设计中介绍的直流稳压电源一般是线性稳压电源 , 它是将起电压调整的作用器件始 终工作在线性放大区，由 50Hz工频变压器、整流器、滤波器和串联调整稳压器组成。 绽萬璉轆娛閬蛏鬮 绾瀧。它的基本工作原理为：工频交流电源经过变压器降压、 整流、滤波、再次滤波后成为一稳定 的直流电源。图中其余部分是起电压调节，实现稳压作用的控制部分。电源接上负载后，通过采样 电路获得输出电压，将此输出电压与基准电压进行比较。 如果输出电压小于基准电压，则将误差值 经过放大电路放大后送入调节器的

26、输入端，通过调节器调节使输出电压增加，直到与基准值相等； 如果输出电压大于基准电压， 则通过调节器使输出减小，最后直至与基准电压相等。 这种稳压电源 具有优良的纹波及动态响应特性。 骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。此次设计所用到的电源是 3.3V 直流电源，此电源是在 +5V电源的基础上用一个 HT7133稳压芯片 将电压稳在 3.24V，以达到单片机和 ADM258供2 电制要求。电路图如图 5-1 所示 瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。图 5-1 系统电源吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书第 6 章 软件设计6.1 编程软件Keil C51 是美国 Keil Software 公司出品的 51

27、系列兼容单片机 C语言软件开发系统。Keil C51 软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全 Windows 界面。 另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到 Keil C51 生成的目标代 码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体 现高级语言的优势。 下面详细介绍 Keil C51 开发系统各部分功能和使用。 鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。我们用开发软件 Keil uVision3来编写、修改所需程序和下载程序到单片机运行。其下介绍 Keil uVision3 的使用步骤： 栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。1. 双击 Keil uVisio

28、n3，得到主画面，如图 6-1 所示：图 6-1 Keil uVision3 基本画面2. 新建界面 Project-new project，如图 6-2 所示：图 6-2 KeiluVision3 -的 9新 - 建界面基于 Modbus 协议的数据采集系统2. 单片机的选择，如图 6-3 所示：图 6-3 单片机的选择界面3. C 文件的创建和添加，如图 6-4 所示：图 6-4 添加 C 文件6.2 编程语言的介绍C 语言 1 是一种面向过程的计算机程序设计语言，它是目前众多计算机语言中举世公认的优秀的结构程序设计语言之一。它由美国贝尔研究所 D.M.Ritchie 于 1972年推出。

29、1978 后，C语言- 10 -吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书已先后被移植到大、中、小及微型机上。 C语言发展如此迅速，而且成为最受欢迎的语言之一，主 要因为它具有强大的功能。许多著名的系统软件，如 DBASE 都是由 C 语言编写的。用 C 语言加 上一些汇编语言子程序，就更能显示 C 语言的优势了，像 PC- DOS、 WORDST等AR就是用这种方法 编写的。 辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。C 语言主要有以下特点：1 、C 是中级语言。它把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。 C 语言可 以像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作， 而这三者是计算机最基本的工作单

30、元。 峴扬斕 滾澗辐滠兴渙藺。2、C 是结构式语言。结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化，即程序的各个部分除了 必要的信息交流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰，便于使用、维护以及调试。 C 语 言是以函数形式提供给用户的，这些函数可方便的调用，并具有多种循环、条件语句控制程序流向， 从而使程序完全结构化。 詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。3、C 语言功能齐全。具有各种各样的数据类型，并引入了指针概念，可使程序效率更高。另 外 C语言也具有强大的图形功能， 支持多种显示器和驱动器。 而且计算功能、逻辑判断功能也比较 强大，可以实现决策目的的游戏。 则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。4、C语言适用范围大。

31、适合于多种操作系统，如 Windows、DOS、UNIX等等；也适用于多种机 型。C语言对编写需要硬件进行操作的场合，明显优于其它解释型高级语言，有一些大型应用软件 也是用 C语言编写的。 C语言具有绘图能力强，可移植性，并具备很强的数据处理能力，因此适于 编写系统软件，三维，二维图形和动画。它是数值计算的高级语言。 胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。基于 C语言的这些特点，我们选用 C语言来作为编程语言。6.3 组态王软件组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控系统，它以标准的工业计算机软、硬 件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。 鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、

32、开发周期短等优点。通常可以把这样 的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上 连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、 组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及 实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态也为试验者提供了可视化监控画 面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows 的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可 便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。

33、稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。下面介绍组态监控界面的建立，其步骤如下：1. 双击组态王 6.55，得到主画面，启动“组态王”工程管理器( ProjManager) ，选择菜单 “文件 新建工程”或单击“新建”按钮，弹出如图 6-4 所示陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。- 11 -基于 Modbus 协议的数据采集系统图 6-4 新建工程界面2.点击下一步，按照步骤进行建立工程和存档， 直到出现如下界面则创建成功。如图 6-5 所示- 12 -吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书图 6-5 建立工程完成3.点击设备串口设置，选择数据传输波特率等相关参数。如图 6-6 所示图 6-6 设置串口4. 双击

34、 COM，2新建 I/O 设备，按照提醒设置需要的参数。如图 6-7 所示图 6-7 设备配置向导5. 监控画面的建立，单击画面，出现新建画面，根据操作手册进行画面建立。如图 6-8 所示- 13 -基于 Modbus 协议的数据采集系统图 6-8 新画面- 14 -吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书第 7 章 结论本设计运用组态王和 C8051F3500单片机及 ADM2582设计的一个简单、实用、测量精度高的电 压采集和组态监控画面系统，它可以把温度测量精度控制在 0.5mV之内。 沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。在这次硬件课程设计过程中，我得到了童老师和王老师悉心的指导，是我在短期内

35、学会了 MODBU通S信协议和 CRC校验的计算方法，以及组态王上位机与下位机通信的参数设定。 钡嵐縣緱虜荣产 涛團蔺。通过这次毕业设计，使我深刻地认识到学好专业知识的重要性，也理解了理论联系实际的含义， 并且检验了这一年年的学习成果。 虽然在这次设计中对于知识的运用和衔接还不够熟练。 但是我将 在以后的工作和学习中继续努力、 不断完善。这三星期的设计是对过去所学知识的系统提高和扩充 的过程，为今后的发展打下了良好的基础。 懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。- 15 -基于 Modbus 协议的数据采集系统参考文献1 翟玉文，梁伟， 艾学忠.电子设计与实践 . 中国电力出版社， 2005.52 童诗白，华

36、成英. 模拟电子技术基础. 高等教育出版社出版社， 2009.33 阎石. 数字电子技术基础（第五版） M. 高等教育出版社， 2006.54 时景荣，李立春. C语言程序设计. 中国铁道出版社， 2008.125 张齐，朱宁西. 单片机系统设计与开发. 北京：机械工业出版社， 2008.86 张毅刚. 单片机原理及应用. 北京：高等教育出版社， 20087 申琢玉 .吉林化工学院毕业设计说明书 .2009.6.12- 16 -吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书附录 1 电路原理图- 17 -基于 Modbus 协议的数据采集系统附录 2 程序#include#define ui

37、nt unsigned int#define uchar unsigned char#define ulong unsigned long#define lint long int#define SYSCLK 24500000#define MDCLK 2457600#define Out_R 20#define SYSCLK 24500000#define BAUDRATE 9600/系统时钟/采样速率/AD 输出字速率/系统频率/串口波特率设置值/* Table Of CRC Values for high-order byte CRC校验高位 */謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。uchar cod

38、e auchCRCHi = 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81

39、, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x00, 0xC1

40、, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x400x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x40, 0x01, 0xC0,

41、0x80, 0x41, 0x00, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,

42、0x01, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,0x00, 0xC1, 0x8呙1,铉們欤谦鸪饺竞荡赚。0x40, 0x01, 0xC莹0,谐龌蕲賞组靄绉嚴减。0x81, 0x40, 0x0麸1,肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。0xC0, 0x80, 0x4納1,畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。0x00, 0xC1, 0x8風1,撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。0x41, 0x01, 0xC灭0,嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。0x80, 0x41, 0x0铹1,鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。0xC1, 0x81, 0x4攙0,閿频嵘陣澇諗谴隴泸。0x00, 0xC1, 0x8趕1,輾雏纨颗锊讨跃满賺。0x40, 0

43、x01, 0xC夹0,覡闾辁駁档驀迁锬減。0x81, 0x40, 0x0视1,絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。0xC0, 0x80, 0x4偽1,澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。0x00, 0xC1, 0x8緦1,徑铫膾龋轿级镗挢廟。0x40, 0x01, 0xC騅0,憑钶銘侥张礫阵轸蔼。0x80, 0x41, 0x0疠1,骐錾农剎貯狱颢幗騮。0xC0, 0x80, 0x4镞1,锊过润启婭澗骆讕瀘。0x00, 0xC1, 0x8榿1,贰轲誊壟该槛鲻垲赛。 ;/* Table of CRC values for low-order byte CRC 校验低位 */ 邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。uchar code auchC

44、RCLo = 0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06, 0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4嵝,硖贪塒廩袞悯倉華糲。0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD, 0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09,该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。 0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A, 0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD, 劇妆

45、诨貰攖苹埘呂仑庙。 0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4, 0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3,臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3, 0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7鰻,順褛悦漚縫冁屜鸭骞。0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4, 0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A穑,

46、 釓虚绺滟鳗絲懷紓泺。 0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29, 0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE,隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽。- 18 -吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED, 0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26浹, 繢腻叢着駕骠構砀湊。 0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x

47、60, 0x61, 0xA1, 0x63, 0xA3, 0xA2鈀, 燭罚櫝箋礱颼畢韫粝。 0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67, 0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F, 惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵。 0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB, 0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68, 0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB, 贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐。 0x7B, 0x7A, 0xBA, 0xBE, 0x7E, 0x7F, 0xBF, 0x7D, 0x

48、BD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5, 嚌鲭级厨胀鑲铟礦毁蕲。 0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71, 0x70, 0xB0, 0x50, 0x90, 0x91薊, 镔竖牍熒浹醬籬铃騫。 0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92, 0x96, 0x56, 0x57, 0x97, 0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C齡,践砚语蜗铸转絹攤濼。 0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E, 0x5A, 0x9

49、A, 0x9B, 0x5B, 0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88绅, 薮疮颧訝标販繯轅赛。 0x48, 0x49, 0x89, 0x4B, 0x8B, 0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C饪, 箩狞屬诺釙诬苧径凛。 0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42, 0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80,0x4烴0 毙潜籬賢擔視蠶贲粵。 ;sfr16 ADC0DEC = 0x9A;/ ADC0DEC 首地址

50、 鋝岂涛軌跃轮莳講嫗键。unsigned long ada;unionunsigned char num4;long a;dat;uchar xdata CommBuffer8;/存储上位机下发的请求命令uchar xdata sendBuf9;/上传数据缓存数组static int Index = 0;/以上数组的元素序列号 0 到 7bit R_Finish = 0;/单片机接收一次请求命令完成， 1为接受完成 撷伪氢鱧轍幂聹諛詼庞。uchar SlaveID = 0x02;/本机(从机 )设备号sbit EN = P11;/发送接收允许位 uchar T0H = (65536-17000

51、)/256;uchar T0L = (65536-17000)%256;/系统时钟和端口初始化void SYSCLK_Init()OSCICN = 0x83;CLKSEL = 0x00;RSTSRC = 0x04;PCA0MD = 0x00;void IO_Init()P0MDOUT = 0xf0;/不分频/内部时钟 /使能时钟丢失检测 /禁止看门狗P1MDIN = 0xff;P1MDOUT = 0xff;XBR0 = 0x01;XBR1 = 0x40;/P0 输出方式 1 为推挽方式/P1 输入方式为数字输入 0 为模拟输入/P1 输出方式 1 为推挽方式/关闭其他外设，开串口/使能交叉开关

52、- 19 -基于 Modbus 协议的数据采集系统/AD 初始化void ADC_Init()REF0CN |= 0x03;/使能内部电压基准ADC0CN = 0x00;/增益为 1，单极性方式ADC0CF = 0x00;/SINC3 滤波，内部基准 (2.5V) 踪飯梦掺钓貞绫賁发蘄。ADC0CLK = (SYSCLK/MDCLK)-1;/使 MDCLK = 2.4576MHz 婭鑠机职銦夾簣軒蚀骞。ADC0DEC = (unsigned long) MDCLK / (unsigned long) Out_R / (unsigned long) 128) - 1;譽諶掺铒锭试监鄺儕泻。ADC0BUF = 0x00;ADC0MUX = 0x67;ADC0MD = 0x81;while(AD0CALC != 1);ADC0MD = 0x80;/关闭缓冲器/AIN+ 接到 AIN0.6，AIN- 接模拟地 俦聹执償閏号燴鈿膽賾。/启动全内部校准/等待校准完成/使能 AD