现场总线通信协议研究及应用---通用型通信协议控件设计_自动化专业论文
发布时间：2015-01-23
来源：人大经济论坛
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目 录
摘要
Abstract
第1章 绪论 1
1.1、现场总线概述 1
1.2、现场总线的定义及主要特征 1
1.3、现 场 总 线 的 含 义 和 技 术 特 点 2
1.4、现 场 总 线 的 体 系 结 构 和 各 层 主 要 功 能 3
第2章 串行通信总线标准及接口技术 5
2.1、串行通信系统标准接口 5
2.2、RS-232-C总线标准及应用 6
2.2.1、RS-232-C总线标准接口及电器特性 6
2.2.2、RS-232-C接口的电气特性 7
2.3、RS-485总线标准及应用 9
2.3.1、引言 9
2.3.2、RS-485方式构成的多机通信原理 11
2.3.3、通信规则 12
2.3.4、RS-485通信中存在的两个问题 14
第3章 MCS-51单片机系统 17
3.1、概述 17
3.2、单片机的内部结构 18
3.3、MCS-51单片机与PC机之间的异步串行通信接口设计 20
3.4、多机通信原理 20
第4章 通信协议 22
4.1、Profibus 协议结构 22
4.2、Profibus通信协议 22
4.3、FDL帧的结构 23
4.4、通信协议与编程环境 25
第5章 通信控件硬件设计 27
5.1、串行通信的基本原理 27
5.1.1、通信的基本方式 27
5.1.2、建立通信协议 27
5.2、RS-485串行通信接口电路的总体设计 28
5.3、接口电路具体设计 29
5.3.1、单片机侧RS-485接口电路的设计 29
5.3.2、PC机侧RS-485/RS-232转换器的设计 29
5.4、硬件结构 31
5.5、通信协议 31
第6章 通信控件软件设计 33
6.1、利用VB实现PC机与多单片机通讯 33
6.2、VB环境下通讯程序的设计 33
6.2.1、Mscomm控件的主要属性如下 33
6.2.2、Timer控件的主要属性如下 34
6.3、通信协议实现过程 37
6.4、微机通信程序设计 38
6.4.1、初始化程序 38
6.4.2、发送参数程序 40
6.4.3、接收参数程序 40
6.4.4、结束程序 41
6.5、单片机通信程序设计 41
6.5.1、初始化程序 41
6.5.2、单片机主程序 42
6.5.3、单片机查询发送子程序 43
6.5.4、单片机接收中断服务子程序 45
结束语 48
致 谢 49
参考文献 50
附录1：PC机与MCS-51单片机多机通信源程序 51
附录2：PC机与MCS-51单片机多机通信原理图 69
摘 要：现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络，是过程控制技术、自动化仪表技术、计算机网络技术三大技术发展的交汇点，将带来控制系统的一大变革。现场总线作为一种开放的、全数字化、双向、多站的通信系统，近年来得到了迅猛的发展和应用。但是，统一的现场总线的国际标准至今尚未制订，各大公司又都发展自己的现场总线，因而在一个智能化配电系统中允许采用多现场总线技术，已变成推广现场总线迫切需要解决的关键技术问题。
随着单片机技术和PC机技术在工业控制中的广泛运用，单片机和PC机之间的数据通信也已成为现代工业控制系统中的一个重要研究课题，特别是在进行远程操纵控制时，PC机和单片机远程通信更是工作的前提基础。
本设计在PC机与单片机的连接中采用了RS-232与RS-485转换器、实现较可靠的长距离通信。运用VB的串行通信控件 Mscomm，实现PC机与两台MCS-51单片机系统间的通信，阐明了通信协议，给出了系统结构框图和硬件线路图。
关键词：现场总线；串行通信；MCS-51单片机；RS-232；RS-485；VB6.0；通信控件
Abstract
Fieldbus is a kind of full digital, bi-directional and multi-station communication net between field intelligent instruments and automation control systems in industry. It is a convergence of processing control technology, industrial automation instrument technology and computer network technology. Which will lead to occur a renovation in control systems. As a kind of open, digital, bidirection, multistation communication system, fieldbus has been developed and applied greatly in many fields in recent years. But, up to now, the international standard for fieldbus has not been setup and the products from different companies use their own field bus system. In this case, to solve the multifieldbus technology in a distribution system becomes a key problem for application of fieldbus.
With the wide application of single—chip computer and computer in the industrialcontrol field，the communications between them have become an important research subject inmodem industrial control system . Especially，in the case of remote control， the remote
communication between them is the base and prerequisite of operation and work .
In this paper we discuss the details of communication between microcomputer and MCS-51 single-chip computer by using VB, and give the source program and its flowing chart. The communication protocols are explained. The system structure charts and the circuit of hardware are given.Keywords：Fieldbus ；Serial communication；MCS-51 single-chip computer；RS-232；RS-485； VB6.0 ；MSCON；communication control
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