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实习报告
实习报告
基于485总线的温控系统
班级:
测控12-1班
姓名:
张子通
学号:
1205010127
完成时间:
2015年7月15日
一.基于485总线的温度控制系统2
实习要求:
2
实习目的:
3
实习过程:
3
设计内容及时间安排:
3
二.电路和软件部分设计4
系统方案:
4
温度显示模块的设计:
5
RS-485总线在温控系统中的设计:
8
温控通讯协议:
9
PCB的设计:
12
焊接板13
心得体会14
一.基于485总线的温度控制系统
实习要求:
采用MF52热敏温度传感器对两处进行温度的实时测量,通过LCD1621进行显示,并通过RS-485总线上传到主机;当温度超过设定值时能够报警,同时启动相关降温设备。
主机通过按键和无线遥控能够对温度报警上限值及时间进行设置。
能够对重要数据进行保存。
实习目的:
本次实习是让我们设计一个基于485总线的温度控制系统,其目在于了解和熟悉软件的使用,完成原理图的绘制及PCB图的绘制,并学会c语言的编程和程序的调试,最后完成板子的调试。
实习过程:
本次设计持续时间是两周,在第一周,在老师的指导下,我们完成了原理图的设计,pcb图的绘制。
第二周我们完成了板子的焊接,程序的调试和板子的调试,并在这期间完成了报告,第二周周五,我们根据在这次实习过程中所学到的知识进行了答辩。
PCB图的绘制过程比较复杂,由于好多元器件在库中都没有封装,所以都需要我一一完成原理图库和PCB库的绘制,这样就比较费时间,所以绘制图的过程中困难重重,接下来是电路板的焊接,由于是在贴片机上完成的,所以比较轻松,我们只负责将元器件贴到PCB板上,然后由机器帮我们完成余下的工作,这个工程费时是最少的,程序的调试也相当费时间,虽然程序是老师事先编好的,只要求我们完成创新部分的编写,但是由于各种原因,这个过程也让我筋疲力尽。
设计内容及时间安排:
第一周要求:
熟悉掌握STC15W408AS资料手册、VIPER22电源手册、基准电压源参考手册、MF52热敏电阻手册。
认真分析老师提供的电路原理图,明确各部分设计的功能和意义,
自己绘制电路原理图及PCB板。
第二周要求:
完成电路的焊接工作,
按照调试规则对程序的进行调试。
完成报告的撰写以及答辩。
二.电路和软件部分设计
系统方案:
根据设计要求,系统方案确定为主机和从机选用STC15W408AS单片机,通过RS-485总线进行数据通信。
主机采用LCD1621显示各从机的温度和当前时间,根据按键或无线遥控的输入命令对控制温度上限值、温度报警值进行设置,并通过RS-485总线传递温度报警值给从机和读取从机温度。
从机通过MF52温度传感器采集现场温度,利用LCD1621进行显示,通过RS-485总线接收温度报警值,同时上传温度检测值给主机。
设计的原理图如下:
图2-1系统原理图
温度显示模块的设计:
该温度控制系统主要用于室内取暖设备的温度控制,温度采集过程,
我们采用型号为MF52的热敏传感器进行温度的采集,通过液晶LCD1621进行显示,液晶屏下设计有按键,通过按键来设定温度值,当温度超过设定值时,报警器报警,取暖设备停止加热,温度慢慢降下来,当温度太低时,报警器也报警,与此同时,加热装置进行加热。
TM1621D是56(14*4)点、内存映像和多功能的LCD驱动器,TM1621D可由软件配置成1/2、1/3的LCD驱动器偏压和2、3或4个公共端口,这一特性使TM1621D适用于多种LCD应用场合,包括LCD模块和显示子系统。
主控制器和TM1621D的通讯时序简单,TM1621D还有一个节电命令用于降低系统功耗。
TM1621D只有三根管脚用于接口。
管脚/CS用于初始化串行接口电路和结束主控制器与TM1621D之间的通讯。
管脚/CS设置为“1”时,主控制器和TM1621D之间的数据和命令无效
并初始化。
在产生模式命令或模式转换之前,必须用一个高电平脉冲初始化TM1621D的串行接口。
管脚DATA是串行数据输入/输出管脚,读/写数据和写命令通过管脚DATA进行。
管脚/WR是写时钟输入管脚,在/WR信号上升沿时管脚DATA上的数据、地址和命令被写入TM1621D。
在这个系统中TM1621D用于驱动一个静态的LCD液晶显示器。
液晶显示的方式分为静态显示和动态显示。
静态与动态的区别在于静态显示是持续供电的,而动态显示是利用人的视觉停留效果,快速扫描数码管各个段,让人在视觉上感觉到数码管是同时显示的。
LCD驱动式时钟由系统时钟分频产生,LCD驱动时值保持为256HZ。
LCD驱动相关命令参见下表。
粗体100即“100”,表示命令模式类型。
如果执行连续的命令,除了第一个命令,其它命令的模式类型码将被忽略。
LCDOFF命令使LCD偏压发生器失效,从而关闭LCD显示;LCDON命令使LCD偏压发生器有效,从而打开LCD显示。
BIAS&COM是LCD模块相关命令,可以使TM1621D与大多数LCD模块相兼容。
表2-2LCD驱动的命令
如下图所示,是显示屏显示的内容及按键的功能:
图2-3显示屏显示
RS-485总线在温控系统中的设计:
RS485标准作为一种多点、差分数据传输的电气规范,现已成为业界应用最广泛的标准通信接口之一。
RS485接口大多连接成半双工通信方式,他所具有的噪声抑制能力、数据传输速率、电缆长度和可靠性,是其他标准无法比拟的。
RS485半双工通信芯片有SN75276,SN75LBC184,MAX485,MAX1480,MAX1487,MAX3082和MAX1483等。
RS485接口的主要特点有:
平衡传输,多点通信;双绞线传输;最大输入电流为10mA/-08mA(12Vin/-7Vin);最大总线负载为32个单位负载(UL);最大传输速率为10Mb/s;最大电缆长度为12192m(4000ft)。
在使用RS一485接口时,对于特定的传输线径,从发生器到负载,其数据信号传输所允许的最大电缆长度是数据信号速率的函数,这个长度主要是受信号失真及噪声等影响所限制。
当数据信号速率降低到90Kbit/S以下时,假定最大允许的信号损失为6dBV时,则电缆长度被限制在1200M。
实际上,在实用时是完全可以取得比它大的电缆长度。
当使用不同线径的电缆时,取得的最大电缆长度是不相同的。
例如:
当数据信号速率600Kbi时,采用24AWG电缆,计算可知最大电缆长度是200m,若采用19AWG,电缆则电缆长度将大于200m;若采用28AWG电缆,则电缆长度只能小于200m。
RS一485总线是半双工方式,即总线上某一时刻不能同时出现发送和接收的情况。
此方式用于多站互连时,可节省信号线,方便地实现RS--485的多点通信功能。
考虑到中小型仓库地理位置特点,系统采用较低的接收、发送波特率,以换取更远距离的传送,此设计完全可以满足系统需求。
温控通讯协议:
1数据格式
包头+数据+校验和
包头:
addr+port
数据:
命令+数据编号+长度+数据
返回数据:
正常返回按照以上包格式返回
错误返回:
addr+port+0xfe0xfe+0x00+crc
单独地址:
单独地址为01-127
广播地址:
0x00或者0xff
命令:
1写命令0xa5
数据编号:
01:
配置,:
ucharmode;
uintcfg[8];//高四位为开关状态,低12位为时间,单位为分钟
uchartemp[8];
ucharuptemp1;//手动上线,地表上线
ucharuptemp2;
ucharoffset;
uchargain;
ucharmset;//这个配置可以不用上位机设定
正确返回
a50100crc
02:
时间:
只配置到分秒
struct_timer
{
ucharhour;
ucharmin;
ucharsec;
uintmsec;
ucharflag;
};
正确返回:
a50200CRC
03:
开机
返回:
a50300crc
04:
关机
返回:
a50400crc
2读命令0xa6
数据编号
01:
配置:
返回:
A601len+data+crc
02:
检测结果
数据结构:
struct_meas
{
uchartemp1;//空气和地表温度
uchartemp2;
ucharaset;//自动设定和手动设定值
ucharmset;
ucharmode//工作模式远程或者本地
ucharstatus//表示是否在加热状态、开关
例程:
写配置(数据均为16进制)
0108
a5011d
00010002000300040005000600070008//时间,时分
1112131415161718
20300001crc:
手动温度上限,地面温度上限,校准零点,校准系数
或者
以上配置时钟在1,2,3,4,5,6,7,8分钟的设定温读分别为17,18,19,20,21,22,23,24
手动设置的温度上线和地表温度报警的上限分别为32和48读
传感器修正系数为零点0,增益为1a5011d010001000200030004000500060007000801020303040506070800000000c4
图2-4典型RS-485(半双工)通信网
PCB的设计:
焊接板
心得体会
这次课程设计,加强了我们解决问题的能力,加强了我们理论联系实际的能力。
在制作pcb时,发现细心耐心,恒心一定要有才能做好事情,首先是线的布局上既要美观又要实用和走线简单,兼顾到方方面面去考虑是很需要的,否则只是一纸空话,经过两个星期的实习,过程曲折可谓一语难尽。
在此期间我们也失落过,也曾一度热情高涨。
从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情,点点滴滴无不令我回味无长。
生活就是这样,汗水预示着结果也见证着收获。
劳动是人类生存生活永恒不变的话题。
通过实习,我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义,我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。
我想说,设计确实有些辛苦,但苦中也有乐,在如今单一的理论学习中,很少有机会能有实践的机会,但我们可以,而且设计也是一个团队的任务,一起的工作可以让我们有说有笑,相互帮助,配合默契,多少人间欢乐在这里洒下,大学里一年的相处还赶不上这十来天的合作,我感觉我和同学们之间的距离更加近了;我想说,确实很累,但当我们看到自己所做的成果时,心中也不免产生兴奋;正所谓“三百六十行,行行出状元”。
我们同样可以为社会作出我们应该做的一切,这有什么不好?
我们不断的反问自己。
也许有人不喜欢这类的工作,也许有人认为设计的工作有些枯燥,但我们认为无论干什么,只要人生活的有意义就可。
社会需要我们,我们也可以为社会而工作。
既然如此,那还有什么必要失落呢?
于是我们决定沿着自己的路,执着的走下去。
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