激光瓦斯监控分站通信系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

近年来，大规模集成电路的飞速发展，计算机技术不断地推广应用，传统的仪器仪表、数字测量技术在数据采集方面升华到一个全新的阶段。计算机技术已成为当代数据采集和自动控制的核心技术。而随着科学技术的进步，数据采集与控制系统越来越趋向数字化、智能化、远距离方向发展。在这样的系统中通常采用多个单片机独立构成子系统作为前端测控核心，即主要负责数据采集及控制执行等，而整个系统的协调与分工则是由计算机来完成的。其中单片机优越的性价比和灵活的功能配置而被广泛应用于控制领域。

单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了i/o设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。基于单片机的控制器具有控制方便、成本低廉、使用灵活等特点，成为控制器设计的首选。单片机是把组成微型计算机的各种功能部件制作在一块集成芯片中，构成一个完整的微型计算机系统，目前主要应用在工业控制、智能仪表、机电一体化等方面。对于电气及其自动化专业的学生来说，单片机是必不可少的工具，熟练掌握单片机原理及其应用是非常必要的。

串口通信对单片机而言意义重大，不但可以实现将单片机的数据传输到计算机端，而且也能实现计算机对单片机的控制。由于其所需电缆线少，接线简单，所以在较远距离传输中，得到了广泛的运用。单片机有一个全双工的串行通信口，所以单片机和计算机之间可以方便地进行串口通信。目前，有多种接口标准可用于串行通信，包括rs-232，rs-422，rs-423，和rs-485。rs-232是最早的串行接口标准，在短距离、较低波特率串行通信中得到了广泛应用。其后发展起来的rs-422，rs-485，是平衡传送的电气标准采用差动的两线发送、两线接收的双向数据总线两线制方式，比起rs-232非平衡的传送方式在电气指标上有了大幅度的提高。在上述网络系统中，近距离通信可采用rs-232通信标准实现，通信距离视负载而定，但最多不超过十几米，为了进一步扩大通信距离可以采用rs-485标准通信，起通信有效距离可达1200米。本课题设计目的是实现基于rs-485总线上的数据通信。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

设计一个基于单片机的激光瓦斯监控分站通信系统，该系统应包括：发送端和接收端的设计、cpu及外围接口设计。硬件部分包括51单片机和485总线，利用485总线来完成远程通信。

预期目标：

3. 研究的方法与步骤

了解at89c52单片机原理及研究现状，学习上位机和下位机通信和rs-485总线的相关知识。本系统主要由一台计算机，at89c52单片机以及rs-232/rs-485转换器构成，如图所示为系统原理图，主机经过rs-232/rs-485转换器与从机由rs-485总线连接以进行数据通信。

系统结构图

4. 参考文献

[1]张洪润，孙悦等.单片机原理及应用[m].北京：清华大学出版社.2008

[2]沈红卫.基于单片机的智能系统设计与实现[m].北京：电子工业出版社.2005

[3]姚志成．单片机多机通信协议的设计[j].中国核心期刊(嵌入式与soc).2006

5. 计划与进度安排

（1）2022.3.022022.4.09查阅资料，撰写开题报告；

（2）2022.4.102022.4.30硬件功能分析，熟悉mcs-51系统指令及编程语言；

（3）2022.4.312022.5.14设计电路原理图、编制应用程序；