RS485现场总线硬件电路设计 - 智能型测量控制系统电路设计攻略 —电路图天天读（168）

　　RS485总线是工业应用中非常成熟的技术，是现代通讯技术的工业标准之一， RS485总线用于多站互连十分方便，用一对双绞线即可实现，由于采用平衡发送和差分接收，即在发送端，驱动器将TTL电平信号转换成差分信号输出；在接收端，接收器将差分信号变成TTL电平，因此具有抗共模干扰的能力。

　　

　　图4 RS485现场总线硬件电路设计

　　图4为RS485现场总线硬件电路设计图。下位机通过485接口芯片MAX485与RS485总线相连，计量室PC机经RS232/RS485电平转换后与RS485总线相连。本系统采用RS485总线微机与单片机的主从式串行异步半双工通讯的方法，下位机作为控制系统，分别控制一套现场数据采集系统。鉴于MCS-51系列单片机的串行口是一个标准的TTL电平接口（即用3.8V～5V表示“1” ， 0V～0. 3V表示“0”），故在数据传输时需要先进行RS232/RS485电平转换，本系统选用MXA232芯片实现上位机端RS232电平与TTL电平的转化 ，然后通过MAX485芯片将TTL电平转换为RS485标准电平。在下位机端MAX485将RS485标准电平转换为TTL电平接入处理器的异步串行通信口，实现RS485网络的半双工通信。

　　系统软件电路设计

　　多路数据采集控制系统上位机采用VisualBasic 6.0设计开发。Visual Basic 6.0是一种可视化的、面向对象和采用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言，用于开发基于Windows环境下的各种应用程序。上位机实现采集到的现场电能参数的显示、保存等操作，软件框图如图5所示。

　　

　　图5 RS485局域网络软件系统设计

　　图5为上位机工作界面，主要实现采集到的每个工作现场电能参数的显示、存储以及报警（根据设置的阀值）。在上位机中，“设置”主要进行每个工作现场电能参数阀值的设定（若采集的电能参数超出设定范围则显示过高-红灯，低于设定的阀值则显示过低-蓝灯，在设定的范围内则显示正常-绿灯，并且高于阀值的参数以红色显示，低于阀值的参数以蓝色显示），“开始”按键实现数据采集过程的开始；“保存”按键实现工作现场电能参数数据的存储；“结束”按键结束整个程序。

　　建立在下位机基础上的上位机软件，是对整个测量系统的进一步完善，使下位机的功能得到进一步地发挥。上下位机的通信采用主从方式，上位机与下位机之间进行轮询通信，各下位机之间不能通信。每个下位机都有自己的地址码，上位机向下位机发送1个带有下位机地址的命令，所有下位机判断是否呼叫自己，只有被呼叫的下位机才工作，从而实现了上下位机之间的独立通信。

　　本文所设计实现的多路电能数据采集系统， 采取了软件与硬件相结合的方法， 选用AT89S52单片机，实现了对多路电能参数的采集，采集的数据通过RS485现场总线将数据上传至主控制室计算机，上位机软件采用功能强大的界面开发工具VB6.0编写，实现了对现场电能参数的显示。整个系统功耗低、可靠性高，在工业控制领域进行实时采集监控。系统具有很好的实用价值和推广价值。