RS-485总线收发实验
在本章节，我们将介绍RS-485总线的使用。本实验一共需要两块神舟IV号STM32开发板，一块作为RS485的发送端，另一块作为RS485的接收端，接收总线上的数据。本节分为
如下几个部分：
1 RS-485总线实验的意义与作用
2实验原理
3软件设计
4硬件设计
5下载与验证
6实验现象
意义与作用
前面两个例程，我们分别讲解了串口printf实验和串口中断收发实验，对RS232串口原理及其应用有了一定的了解，但是由于RS232接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以
下四点：
（1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。
（2）传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。
（3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。
（4）传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在50米左右。
针对RS232接口的不足，于是就不断出现了一些新的接口标准，RS-485就是其中之一，
它具有以下特点：
（1）RS-485的电气特性：逻辑"1"以两线间的电压差为+（2—6）V表示；逻辑"0"以两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232降低了，就不易损坏接口电
路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。
（2）RS-485的数据最高传输速率为10Mbps（实际取决于RS485接口芯片和电路）。（3）RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。
（4）RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达3000米，另外RS-232接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连
接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地
建立起设备网络。
（5）因为RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线（我们一般叫AB线），所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。
基于以上原因，RS485总线在工业控制行业应用非常广泛，适合分散的，远距离（上千米）的多点通信，这是RS232所不能实现的，因此，通过使用STM32开发板实现RS485的通信，我们可以了解RS485总线的应用和基本原理，搭建RS485通信网络。
实验原理
RS-485总线简介
在数据通信，计算机网络以及分布式工业控制系统当中，经常需要使用串行通信来实现
数据交换。目前，有RS-232,RS-485,RS-422几种接口标准用于串行通信。RS-232是最早的串
（，其后针对RS-232 行接口标准，在短距离<15M）较低波特率串行通信当中得到了广泛应用。
接口标准的通信距离短，波特率比较低的状况，在RS-232接口标准的基础上又提出了RS-422
接口标准，RS-485接口标准来克服这些缺陷。下面详细介绍RS-232,RS-422,RS-485接口标准。
RS-232串口标准是种在低速率串行通讯种增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平
衡传输方式，即单端通讯。其收发端的数据信号都是相对于地信号的。所以其共模抑制能力
差，再加上双绞线的分布电容，其传输距离最大约为15M，最高速率为20KBPS，且其只能
支持点对点通信。
针对RS-232串口标准的局限性，人们又提出了RS-422,RS-485接口标准。RS-485/422采
用平衡发送和差分接收方式实现通信：发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A,B
两路输出，经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。由于传输线通常使
用双绞线，又是差分传输，所以又极强的抗共模干扰的能力，总线收发器灵敏度很高，可以
检测到低至200mV电压。故传输信号在千米之外都是可以恢复。RS-485/422最大的通信距离
约为1219M，最大传输速率为10Mb/S，传输速率与传输距离成反比，在100Kb/S的传输速率
下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485中继器。
RS-485采用半双工工作方式，支持多点数据通信。RS-485总线网络拓扑一般采用终端
匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来，不支持环形或星型网络。如果需
要使用星型结构，就必须使用485中继器或者485集线器才可以。RS-485/422总线一般最大支
持32个节点，如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个节点，最大的可以支持到
400个节点。
EIA RS-485标准
在自动化领域，随着分布式控制系统的发展，迫切需要一种总线能适合远距离的数字通
在EIA 远距离和接收高灵敏度的RS-485 信。RS-422标准的基础上，研究出了一种支持多节点、
总线标准。
RS-485标准采有用平衡式发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线，具体规格要求：
1.接收器的输入电阻RIN≥12kΩ
2.驱动器能输出±7V的共模电压
3.输入端的电容≤50pF
4.在节点数为32个，配置了120Ω的终端电阻的情况下，驱动器至少还能输出电压
1.5V（终端电阻的大小与所用双绞线的参数有关）
5.接收器的输入灵敏度为200mV（即（V+）-（V-）≥0.2V，表示信号"0"；（V+）
-（V-）≤-0.2V，表示信号"1"）
因为RS-485的远距离、多节点（32个）以及传输线成本低的特性，使得EIA RS-485成为
工业应用中数据传输的首选标准。
影响RS-485总线通讯速度和通信可靠性的三个因素
1、在通信电缆中的信号反射
在通信过程中，有两种信号因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。
阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会
引起反射，这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。消
除这种反射的方法，就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻，
使电缆的阻抗连续。由于信号在电缆上的传输是双向的，因此，在通讯电缆的另一端可跨接
一个同样大小的终端电阻。
从理论上分析，在传输电缆的末端只要跨接了与电缆特性阻抗相匹配的终端电阻，就再
也不会出现信号反射现象。但是，在实现应用中，由于传输电缆的特性阻抗与通讯波特率等
应用环境有关，特性阻抗不可能与终端电阻完全相等，因此或多或少的信号反射还会存在。
引起信号反射的另个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。这种原因引起的
反射，主要表现在通讯线路处在空闲方式时，整个网络数据混乱。
信号反射对数据传输的影响，归根结底是因为反射信号触发了接收器输入端的比较器，
使接收器收到了错误的信号，导致CRC校验错误或整个数据帧错误。
要减弱反射信号对通讯线路的影响，通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法。在实际应
用中，对于比较小的反射信号，为简单方便，经常采用加偏置电阻的方法。
2、在通讯电缆中的信号衰减
第二个影响信号传输的因素是信号在电缆的传输过程中衰减。一条传输电缆可以把它看
出由分布电容、分布电感和电阻联合组成的等效电路，电缆的分布电容C主要是由双绞线的
两条平行导线产生。导线的电阻在这里对信号的影响很小，可以忽略不计。信号的损失主要
是由于电缆的分布电容和分布电感组成的LC低通滤波器。
3、在通讯电缆中的纯阻负载
影响通讯性能的第三个因素是纯阻性负载（也叫直流负载）的大小。这里指的纯阻性负
载主要由终端电阻、偏置电阻和RS-485收发器三者构成。
在叙述EIA RS-485规范时曾提到过RS-485驱动器在带了32个节点，配置了150Ω终端电
阻的情况下，至少能输出1.5V的差分电压。一个接收器的输入电阻为12kΩ，RS-485驱动器
的负载能力为：
RL=32个输入电阻并联||2个终端电阻=（（12000/32）×（150/2））/（12000/32）+（150/2）） 51.7Ω
现在比较常用的RS-485驱动器有MAX485、DS3695、MAX1488/1489以及和利时公司使
用的SN75176A/D等，其中有的RS-485驱动器负载能力可以达到20Ω。在不考虑其它诸多因
素的情况下，按照驱动能力和负载的关系计算，一个驱动器可带节点的最大数量将远远大于
32个。
在通讯波特率比较高的时候，在线路上偏置电阻是很有必要的。它的作用是在线路进入
空闲状态后，把总线上没有数据时（空闲方式）的电平拉离0电平。这样一来，即使线路中
出现了比较小的反射信号或干扰，挂接在总线上的数据接收器也不会由于这些信号的到来而
产生误动作。
在实际应用中，RS-485总线加偏置电阻有两种方法：
（1）把偏置电阻平衡分配给总线上的每一个收发器。这种方法给挂接在RS-485总线上
的每一个收发器加了偏置电阻，给每一个收发器都加了一个偏置电压。
（2）在一段总线上只用一对偏置电阻。这种方法对总线上存在大的反射信号或干扰信号比
较有效。值得注意的是偏置电阻的加入，增加了总线的负载。
神舟IV号RS-485实验原理
本实验主要是利用两块神舟IV号STM32开发板搭建一个简单的RS-485网络，其中一块神舟IV号作为RS-485接收端，另一块神舟IV号作为RS-485发送端。而PC主要用于显示神舟IV号通过串口1打印的提示信息。网络示意图如下：
其中神舟IV号-B作为RS-485的发送端，循环发送数据到RS-485总线上，而神舟IV号-A 作为RS-485的接收端，当接收到RS-485总线上的数据，收到完整的数据后，通过串口1将数据发送到PC机。
硬件设计
在神舟IV号STM32开发板中，RS-485接口与串口2的RS232电平接口进行复用，通过跳线选择即可以选择神舟IV号的串口2连接到RS-232接口或者RS-485接口。以下为RS-485接口芯片及其外围电路原理图。
图表1 RS485 原理图
神舟IV号开发板载有RS485物理芯片，它与处理器的UART2连接，与串口2复用，可通过跳线选择支持RS-232接口或RS-485接口，跳线定义如下：
JP4 串口2功能选择
1-2
2-3（默认）串口2 RS-485接口串口2 RS-232接口
神舟IV号默认是安装了RS-485接口的120欧终端匹配电阻。对应上图的R43，请依据实
际应用选择是否安装此匹配电阻。
上图中U3为RS-485接口芯片SP3485，SP3485是Sipex公司推出的RS-485收发器，它具有
如下特性：
工作电源3.3V；
兼容5V电平逻辑
发送/接收使能控制
总线节点最大支持32个
具有输出短路保护电路
芯片的逻辑框图如下：
/RE和DE管脚控制RS-485的收发使能控制。在神舟IV号中，这两个管脚与处理器的PD7
管脚连接，由PD7管脚控制神舟IV号STM32开发板的RS485作为发送端还是接收端。
查看SP3485 RS-485收发器.pdf》
《可知，PD7输出高电平，
当此时SP3485芯片的2脚/RE）
（，3脚（DE）都为高电平。SP3485工作与发送模式。逻辑关系如下表所示。
当PD7输出低高电平，此时SP3485芯片的2脚（/RE），3脚（DE）都为低电平。SP3485
工作与接收模式。逻辑关系如下表所示。
另外，上图中的R43的作用是作用RS485的终端匹配电阻，在RS-485总线网络中，终端
匹配电阻主要作用是使总线的阻抗连续，减小信号的反射，提高信号的传输质量，一般RS485 网络的终端匹配电路只需要在总线的最远端的节点并一个即可，其他接点不需要安装此匹配
电阻。
在神舟IV号STM32开发板中，默认终端匹配电阻都是安装的(对应原理图的R43)，请
依据实际情况，选择安装或去掉此电阻。
软件设计
在软件设计中，我们先来了解关于ST库函数中配置串口参数。关于STM32的USART的
库函数实现，主要是在STM32F10x_StdPeriph_Driver库的" stm32f10x_usart.c " 和" stm32f10x_usart.h " 两个文件里。以V3.3.0版本的库为例，这两个文件位于"STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.3.0\Libraries
\Stm32F10x_StdPeriph_Driver"目录的"src"和"inc"文件夹里：
在本实验中，程序运行以后，首先通过串口1打印提示信息，提示通过板上的USER1和
USER2按键设置神舟IV号为发送端或者接收端，设置完成后，发送端周期性的发送数据到
RS-485网络上（神舟IV号的RS485收发器与处理器的串口2连接），而接收端等待RS-485网
络上的数据，并将接收到的完整数据通过串口1打印出来。因此本实验需要用的资源有串口1，
串口2，按键，LED，RS485收发器。
GPIO初始化
在本实现中，按键，LED灯以及串口，RS-485收发器方向控制等都是有处理器GPIO连
接的，因此在使用之前，我们需要对相关的GPIO初始化。
注意：由于神舟IV号开发板的RS-485收发器方向控制管脚与LED4的相同，所以初始化
LED4就是初始化RS-485收发器方向控制管脚。
GPIO_KEY_Config()函数完成与按键连接的GPIO初始化。
串口1 printf实现
在实验中，串口1用于打印程序提示信息和RS-485接收/发送的数据，因此，我们初始化串口1，作为printf函数输出使用。关于printf的实现可参见《串口1 printf实验》详细说明。主要代码如下：
首先，完成串口发送单个字节的函数，在库函数模板的main.c中一般会有如下宏定义，
这是为了兼容不同的编译平台。
我们关注串口的发送函数，通过此函数，我们发送一个字符出去。
其中，"USART_SendData(EVAL_COM1,(uint8_t)ch);"是"stm32f10x_usart.c"库文件
中的字符发送函数，然后是while循环等待串行数据发送完成，"（USART_GetFlagStatus(EVAL_COM1,USART_FLAG_TC)==RESET）"。如果不等待发
送结束就返回，则调用字符串发送函数中printf时，如果上一次发送的字节在寄存器中还没
有发送结束，此时再次写同样的发送寄存器会将刚才的数据覆盖掉，接收侧将得不到预期的
数据。
接下来，我们再来看USART相关的结构体，主要是用来配置串口的波特率，数据位，
奇偶校验位等信息等。
这是关于USART_InitTypeDef结构体定义。了解了库函数关于USART的一些相关的函
数，结构体定义后，我们回到本实验中。本实验中直接调用库函数进行设计。在本实验的主
程序中，需要对USART_InitTypeDef结构体进行初始化设置，配置串口的基本参数，具体如
下所示：
到这里，我们就可以像一般的C语言一样，非常方便的使用printf函数来往串口1输出提
示信息了。
串口2 RS485实现
在神舟IV号STM32开发板中，串口2与RS485接口连接，两块神舟IV号STM32开发板通
过RS485通信。在软件程序设计时，基本上，除了需要控制RS485的收发方向外，还是和通
用的串口2收发控制一样设计，在本实验中，我们通过中断的方式进行串口的收发，首先我
们设置串口中断模式和优先级，这个主要是NVIC_Configuration()函数实现的，相关代码如
下：
在使用串口2之前，我们首先需要对串口参数进行配置，主要是配置串口的波特率，数据位，奇偶校验位等信息等，具体代码如下。
串口发送接收中断服务程序
到这里，我们已经完成了串口的参数配置，由于我们设置串口2为中断中断收发模式，
正常情况下，当串口产生发送或接收中断时，将跳转的对应的中断服务程序中。
首先是头文件的引用和外部变量的声明：
串口中断服务程序是stm32f10x_it.c文件中的USART2_IRQHandler()函数实现。在进入串口2中断服务程序以后，首先判断是串口发送中断还是串口接收中断，如果是接收中断，则
将接收到的数据放入BUFFER中，直到接收到的数据个数达到设定的个数或指针越界或者收
到"\n"结束符，关闭串口接收中断。
如果是发送中断，则将BUFFER中的数据通过串口2发送出去，直到发送的数据个数达
到设定的个数，关闭串口接收中断。
主程序功能说明
前面，我们完成了各资源接口模块的初始化和参数配置，以及串口的中断服务程序。
主函数首先初始化串口和485总线：
然后是初始化指示灯和485方向控制以及按键等：
在完成了初始化以后，主程序中，首先等待用于通过STM32按键设置神舟IV号RS485
作为接收或发送端设置，如果作为RS485接收端，则将PD7输出低电平，控制SP3485收发器在接收模式，通过串口1打印提示信息。如果作为RS485发送端，则将PD7输出高电平，控制SP3485收发器在发送模式，并通过串口1打印提示信息。这主要是通过RS485_Mode_Set（）函数实现的。
设置完神舟IV号的RS485工作模式后，依据实际的工作模式后，程序依据模式执行相关
的代码。
如果为接收模式，则程序使能串口2的中断接收。当串口2接收到到数据时，进入串口2
的中断服务程序，保存接收到的数据。接收完完整的一串数据后，将接收到的数据打印出来。
如果为发送模式，则程序使能串口2的中断发送。主程序在While循环中等待，直到串口
2的中断服务程序中发送完完整的一串数据。并通过串口1打印发送的数据。延迟一段时间后，重复发送。
发送的数据为：
下载与验证
神舟IV号光盘\源码\目录包含本实验的工程源码，在神舟IV号光盘\源码\ 24、RS-485总
线收发实验.rar\Project\24、RS-485总线收发实验\EWARMv5\STM32F107VC -ARMJISHU\Exe 目录下的ARMJISHU_RS-485总线收发实验.hex文件即为前面我们分析的RS-485总线收发实
验编译好的固件，我们可以直接将固件下载到神舟IV号开发板中，观察运行效果。
如果使用JLINK下载固件，请按错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。下载固件
到神舟IV号开发板小节进行操作。
如果使用USB下载固件，请按错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。小节进行操
作。
如果使用串口下载固件，请按错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。小节进行
操作。
如果在IAR开发环境中，下载编译好的固件或者在线调试，请按错误！未找到引用源。
错误！未找到引用源。小节进行操作。
如果在MDK开发环境中，下载编译好的固件或者在线调试，请按错误！未找到引用源。
错误！未找到引用源。小节进行操作。
实验现象
在实验中，一块神舟IV号STM32开发板作为RS485发送端，一块神舟IV号STM32开发板
作用RS485接收端。因此，进行本实验需要准备两块神舟IV号STM32开发板。
首先将固件分别下载到两块神舟IV号STM32开发板，按如下连接网络。
用两个电线连接两块神舟IV号的RS-485接口（CN3），注意两块神舟IV号的RS-485接口（CN3）的第1脚和第1脚连接，第2脚和第2脚连接。开发板的反面有如下丝印标识：
由于485与USART2共用JPIO，所以首先请确认将JP4跳帽跳至1
2为RS485接口类型。
串口2可通过跳线选择接口定义如下：
JP4
1 2 2
3
串口2功能选择
串口2 RS-485接口
串口2 RS-232接口
2(右侧)，选择串口
用随板配带的串口线连接神舟IV号和PC机，打开超级终端，按如下配置超级终端参数。
上电运行神舟IV号，在串口提示信息指示下，首先设置设置神舟IV号—A为RS-485接收
端，然收设置神舟IV号—B为RS-485发送端。具体设置方法如下：
操作
按USER1按键按USER2按键说明
神舟IV号作为RS485发送端神舟IV号作为RS485接收端
设置成功后，神舟IV号的LED指示灯也将指示具体的工作模式
现象DS1亮DS2亮DS3亮含义操作
神舟IV号正常运行（上电以后，DS1点亮，在发送或接收时闪烁）神舟IV号作为RS485发送端，周期性发送数据
神舟IV号作为RS485发送端，接收RS485的数据
上电后，神舟开发板有如下打印消息：
"--按USER1按键设置神舟IV号为RS485发送端"
"--按USER2按键设置神舟IV号为RS485接收端"
首先设置设置神舟IV号—A为RS-485接收端，按其"USER2"按键；然收设置神舟IV号—B为RS-485发送端，按其"USER1"按键。神舟IV号—A接收端会通过串口1打印接收或发送的数据。以下是RS485接收端的串口1打印信息。
第一轮实验：实验一、六、七 第二轮实验：实验二、四、五、八、九 不用看实验三
现场总线与网络化仪表 实验指导书 东北大学秦皇岛分校
前言 《现场总线与网络化仪表》是一门实践性的专业技术课程，因此必须在课堂教学的基础上配合以足够的实践性教学环节，以理论联系实际，使学生深入理解课堂知识，加强学生动手能力和分析问题解决问题的能力。本实验指导书是《工业网络技术》一书的配套教材。 该实验指导书紧密结合教材内容，以西门子S7-200及PC机作为实验硬件，深入浅出地介绍MODBUS通信。全书共分两部分。 第一部分基础篇，包括利用西门子S7-200库指令实现PC机与PLC之间的MODBUS通信，CRC校验的程序编写调试的实现等。 第二部分提升篇，利用自由口通信方式实现PC机与PLC之间的通信，MODBUS主从站库指令的剖析实现及调试。 对于每一个实验都给出了实验目的、实验内容、预习要求、报告要求、实验提示等。实验提示部分我们仅给出部分文字提示或者实验程序，以作为学生自己编程时参考。我们主张学生做实验前，充分预习准备，依靠自己在实验前编出的程序，经过实验调试改正程序，得出正确的实验结果。这样的实验才能真正有收获，才能真正提高分析解决问题的能力。 由于编者水平有限，书中不妥之处或者错误之处在所难免，欢迎大家在使用中提出宝贵意见。 编者
目录
实验须知 一、预习要求 1.实验前认真阅读实验教材中有关内容，明确实验目的、内容和实验任务。 2.每次实验前做好充分的预习，对所需预备知识做到心中有数。 3.实验前应编好程序，并对调试过程、实验结果进行预测。 二、实验要求 1.实验课请勿迟到、缺席。 2.爱护实验设备，保持清洁，不要随意更换设备。 3.认真完成各项实验任务。 4.做硬件实验时，严禁带电操作，即所有的接线、改线及拆线操作均应在 不带电的状态下进行。 5.发生事故时应立即切断电源并马上告知实验老师，检查原因，吸取教训。 6.实验完毕后，请整理好实验设备，班级组织同学打扫实验室卫生。 三、报告要求 每次实验后，应提交一份实验报告，报告应包括以下内容： 1.实验名称、实验人名字、班级学号、实验时间、所用设备号。 2.实验目的、任务。 3.完整的电气连接图、程序流程图。 4.实验调试过程，包括实验过程中遇到的问题及解决办法、实验结果分析 等并附上最终的程序清单（带适当的注释） 5.总结实验中的心得体会，提出对实验内容的建议或设想等
现场总线 实验报告 专业班级：测控1202 姓名：李聪 学号：12054224
一、实验目的： 1、熟悉现场总线控制系统的组成 2、了解常用的现场总线控制软件 3、熟悉STEP7、SIMATIC组态软件的使用 4、了解PROFIBUS-DP总线接口卡CP5611的工作原理 二、实验设备： 1、PROFIBUS-DP现场总线控制系统 2、万用表 3、4-20MA温度变送器 三、实验内容： 现场总线是一种串行的数字数据通讯链路，它沟通了生产过程领域的基本控制设备之间以及更高层次自动控制领域的自动化控制设备之间的联系。 Profibus是世界上最快的总线，世界范围的标准。主要应用于工业控制的各个领域。PROFIBUS提供了3种数据传输类型：用于DP和FMS的RS-485传输、用于PA的IEC1158-2传输、用光纤传输。 分为工厂级，车间级还有现场级。 实验室的Profibus总线系统
实验室通过电脑显示4-20 ma常规信号 三、实验步骤： 1.打开station cobfiguration editor。设置OPC server和CP5611 2.打开STMATIC Manager，通过insert>station>simatic pc station插入一个pc站，站名要更 改为configuration editor中所命名的。 3.选择address为1，并新建subnet
4.在Set pc interface中选择pc internal（local） 5.双击cobfiguration，打开硬件组态窗口，组态与所安装的simatic net软件版本 相一致的硬件，插槽机构与在cobfiguration editor的pc站一致 6.设置address为4 7.设置数据类型为w
RS485总线原理及维护 一．RS-485标准回顾 RS-485标准最初由电子工业协会（EIA）于1983年制订并发布，后由TIA-通讯工业协会修订后命名为TIA/EIA-485-A，不过工程师还是习惯地称之为RS-485。RS-485由RS-422发展而来，后者是为弥补RS-232之不足而提出的。为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mbps，传输距离延长到4000英尺（速率低于100kbps时），并允许在一条平衡线上连接最多10个接收器。RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，为扩展应用范围，随后又为其增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，这就是后来的EIA RS-485标准。 RS-485是一个电气接口规范，它只规定了平衡驱动器和接收器的电特性，而没有规定接插件、传输电缆和通信协议。RS-485标准定义了一个基于单对平衡线的多点、双向（半双工）通信链路，是一种极为经济、并具有相当高噪声抑制、传输速率、传输距离和宽共模范围的通信平台。RS-485接口的主要特点如下： ?平衡传输； ?多点通信； ?驱动器输出电压（带载）：≥｜1.5V｜；
?接收器输入门限：±200mV； ?-7V至+12V总线共模范围； ?最大输入电流：1.0mA/-0.8mA（12Vin/-7Vin）； ?最大总线负载：32个单位负载（UL）； ?最大传输速率：10Mbps； ?最大电缆长度：4000英尺。实际上可达 3000米。 ?RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设 备网络。 因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。因为RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。 RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，与智能终端RS485接口采用DB-9（孔），与键盘连接的键盘接口RS485采用DB-9（针）。二．网络配置 RS-485支持半双工或全双工模式，网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构，不支持环形或星形网络。最好采用一条总线将各个节点串接起来，从总线到每个节点的引出线长度应尽量短，以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。图1所示为实际应用中常见的一些错误连接方式（a，c，e）和正确的连接方式（b，d，f）。a，c，e三种不恰当的网络连接尽管在某些情况下（短距离、低速率）仍然
山西大学自动化与软件学院 课程实验报告 实验课程计算机系统基础 实验名称总线与寄存器实验 实验地点线上 实验时间 6.30 学生班级软件工程1808班 学生学号 201802810825 学生姓名 指导教师
一：实验要求 理解并掌握总线与寄存器 二：实验目的 1、熟悉实验软件环境； 2、掌握总线以及数据通路的概念及传输特性。 3、理解锁存器、通用寄存器及移位寄存器的组成和功能。 二、实验内容 1、根据已搭建好的8位数据通路，熟悉总线连接的方法，理解74LS244芯片的作用，理解各相关信号在数据传输过程中起的作用； 2、通过拨码开关置数，将数据传送到各寄存器，将寄存器中数据显示出来，熟悉常用的寄存器。 三、实验器件 1、D触发器（74LS74、74LS175）、三态缓冲器（74LS244）。 2、寄存器（74LS27 3、74LS374 ）和移位寄存器（74LS194） 四、实验原理 （见实验指导书） 五、实验步骤 注意：实验过程中应观察总线上及芯片引脚上显示的数据的变化情况，理解数据传送的过程和寄存器存数，从寄存器读数的原理。 实验（1）拨码开关输入数据至总线 ●====1；手动操作总线DIN上的拨码开关，在总线DIN上置位数据0x55，缓冲器244阻断。比较总线DIN与BUS状态的异同。 ●=0，比较总线DIN与BUS状态的异同，记录BUS总线的数据： BUS_7BUS_6BUS_5BUS_4BUS_3BUS_2BUS_1BUS_0BUS总 线 01010101AA 实验（2）D触发器数据锁存实验 ●=0，===1；通过拨码开关改变74LS74的D端（即BUS总线的BUS_0）的状态，按照下表置位74LS74的端、端，观察并记录CLK端上升沿、下降沿跳变时刻Q端、端的状态，填观测结果于表中。 CLK D Qn Qn+1n+1 01××010 110 10××001 101
RS485总线在智能抄表系统中的应用 引言 智能抄表系统由主站通过传输媒体将多个用户仪表的数据集中抄读的系统。它是用现代化的通讯手段去抄读这些仪表的数据，而不用到现场。智能抄表系统一般是集中抄表系统与数据远程通讯的组合。网络远程集中抄表是工业和民用中新兴的一项实用技术，结合了计算机、网络、信和工业自动化等现代化技术，并随着技术的不断发展而出现许多不同的实现手段。本文详细介绍了RS485总线在这种智能抄表系统中的应用。 一智能抄表系统硬件设计 1.1 RS485通讯网络设计 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，采用RS485总线设计网络也是基于这些原因。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。根据RS-485标准，传送数据速率达100kbit/s时通讯距离可达1200m。 本文中RS485总线包括数据采集器和数据集中器两个独立的子系统。在这种主从式的一点对多点的连接中，数据集中器是主机（即所谓的上位机），数据采集器为从机（即下位机）。网络结构图如图1所示。 网络拓扑结构为总线型。网络中只能有一个主设备（Master），从设备从不进行主动通讯。数据集中器作为主设备，主动开始一个通讯过程，即发送指令和数据。而数据采集器作为从设备监听总线，随时准备响应总线指令，回应数据集中器。 图1 基于RS485总线网络的集中器与采集器结构图 1.2 数据集中器通讯设计 数据集中器硬件原理框图见图2，主要由以下几部分组成:单片机系统、调制解调器、与计算机间的通讯接口电路、摘机电路、隔离驱动电路、与数据采集器间的通讯接口电路、LED显示单元、收发控制电路。数据集中器设有小键盘输入和LED显示模块，在系统中有承上启下的作用，即可作为上位机与数据采集器进行通讯（主动模式），也可作为下位机与管理计算机进行通讯（被动模式）。工作模式如下: 1、主动模式:在没有上层管理计算机联机控制下，数据集中器作为主控设备，可通过小键盘设置下位机从节点（数据采集器，下同）地址进行主动通讯，然后通过LED显示模块循环显示接收到的该下位机从节点发送来的组数据。 2、被动模式:在有上层管理计算机的联机控制下，数据集中器成为一个通讯中转站，一方面与上层计算机通讯，一方面与RS48网内从节点通讯。通过这种方式，计算机的指令和数据可传达到RS48｝网内的任何节点，网内的任何节点的数据也可回送到计算机。
实验一CAN总线技术与iCAN模块实验 实验报告 学院：自动化学院 专业：自动化专业 班级：2010211410 姓名：高娃姚雷阳 学号：2011211975 2011211977 指导老师：杨军
一．实验名称：实验一CAN总线技术与iCAN模块实验 二．实验设备：计算机、CAN总线系列实验箱、测控设备箱、万用表。三．实验过程、实验内容、实验记录： (1)驱动程序安装 USBCAN-2A接口卡的驱动程序需要自己手动进行安装，驱动程序已经存放于实验准备内容中。找到驱动程序，直接点击进行安装即可。安装完成后，在“管理->设备管理器->通用串行总线控制器”中查看驱动是否安装成功。 注意：安装驱动程序过程中PC机不能连接USB电缆。 (2)iCANTEST安装与运行 iCANTEST安装与运行后，利用iCANTest软件对iCAN系列各模块进行验证性测试，可以测试各模块是否可以通过USBCAN-2A接口卡与PC机正常连接与通信以及进行简单的测控操作。 (3)各种iCAN模块的测试 1. 打开iCANTest软件(老师，我们当时觉得安装这些过程太简单了，没意识到截图，所以引用了一些PPT上的图像，但后面测试部分的都是自己的截图，希望老师谅解。) 在工具栏中点击“系统配置”，在弹出的对话框中设置通信信息。如下图： 图1 2. 点击“搜索”，则CAN总线中连接的所有模块应该被搜索出来，列表显示。包括模块设置的MACID。
图 2 3.图示为搜索完成后的显示状态，在从站列表中将所有模块予以显示。点击某个 模块，则弹出该模块的操作窗口。 图 3 4. 点击“启动”，再点击“全部上线”。在从站列表中所有上线的模块标志变成绿色的三角，表示该模块上线成功。 图 4 5.试验各个模块的基本输入输出功能。 ※点击继电器模块2404的4个输出，听到继电器动作声音。
实验四总线及数据通路组成实验 一、实验目的 1、理解总线的概念、作用和特性。 2、掌握用总线控制数据传送的方法。 3、进一步熟悉教学计算机的数据通路。 4、掌握数字逻辑电路中故障的一般规律，以及排除故障的一般原则和方法。 5、锻炼分析问题与解决问题的能力，在出现故障的情况下，独立分析故障现象，并排除故障。 二、实验设备 1、TWL-PCC计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。 2、PC微机一台（选配）。 三、实验原理 总线用来连接计算机中的各个功能部件，是计算机的各部件之间传输信息的公共通路，包括传输数据信息的逻辑电路、管理信息传输协议的逻辑线路和物理连线。分时和共享是总线的两大特征。所谓共享，是指在总线上可以挂接多个部件，它们都可以使用这一信息通路来和其他部件传输信息。所谓分时，是指同一总线在同一时刻，只能有一个部件占领总线发送信息，其他部件的信息不能发送到总线上，逻辑上等同于不存在，只有该部件信息发送完毕释放总线后才能申请使用。但在同一时刻可以有多个部件接收信息。 本实验的数据通路图如图6.1所示。 本实验将输入设备，输出设备，存储器，通用寄存器等单元都挂至总线上，这些设备都需要有三态输出控制，各个部件都有自己的输入输出控制信号，通过对这些信号的有序控制，就可以正确地通过总线把数据传送给不同的部件。各个部件的控制信号都需要是连接到“开关组单元”的各个独立的二进制开关上来手动控制。连接到总线上的地址寄存器只有输入线，其输出直接连接到存储器的地址用于锁存需读写的存储器的地址。 本实验中时序信号用到了T3和T4信号，可将“信号源单元”的时钟输出SY接到“时序发生器单元”的Φ上，将OT3和OT4分别连接到“总线单元”中相应的T3和T4端上，二进制开关拨至“单步”状态，然后每按动一次启动键START，就会顺序产生一个T3、T4时序信号。 根据挂接在总线上的几个部件，现设计一个简单的实验要求：将存储器10H地址存入数据93H，然后将存储器10H地址单元中存储的数据送输出单元显示，同时也存入到R0寄存器中。
竭诚为您提供优质文档/双击可除 rs485总线通讯协议 篇一：Rs485通讯协议说明 摘要：阐述了Rs-485总线规范，描述了影响Rs-485总线通信速率和通信可靠性的三个因素，同时提出了相应的解决方法并讨论了总线负载能力和传输距离之间的具体关系。 关键词：Rs-485现场总线信号衰减信号反射 当前自动控制系统中常用的网络，如现场总线can、profibus、inteRbus-s以及aRcnet的物理层都是基于 Rs-485的总线进行总结和研究。 一、eiaRs-485标准 在自动化领域，随着分布式控制系统的发展，迫切需要一种总线能适合远距离的数字通信。在Rs-422标准的基础上，eia研究出了一种支持多节点、远距离和接收高灵敏度的Rs-485总线标准。 Rs-485标准采有用平衡式发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线，具体规格要求： 接收器的输入电阻Rin≥12kΩ 驱动器能输出±7V的共模电压
输入端的电容≤50pF 在节点数为32个，配置了120Ω的终端电阻的情况下，驱动器至少还能输出电压1.5V（终端电阻的大小与所用双绞线的参数有关） 接收器的输入灵敏度为200mV（即（V+）-（V-）≥0.2V，表示信号“0”；（V+）-（V-）≤-0.2V，表示信号“1”）因为Rs-485的远距离、多节点（32个）以及传输线成本低的特性，使得eiaRs-485成为工业应用中数据传输的首选标准。 二、影响Rs-485总线通讯速度和通信可靠性的三个因素 1、在通信电缆中的信号反射 在通信过程中，有两种信号因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。 阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射，如图1所示。这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。消除这种反射的方法，就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻，使电缆的阻抗连续。由于信号在电缆上的传输是双向的，因此，在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻，如图2所示。
实验六存储器和总线实验 一、实验目的 熟悉存储器和总线组成的硬件电路 二、实验要求 按照实验步骤完成实验项目，利用存储器和总线传输数据。 三、实验内容 （1）实验原理 实验所用半导体静态存储器电路原理如图所示，该静态存储器由一片6116（2k*8）构成，其数据线（D0-D7）已和数据总线（BUS-DIAP UNIT）相连接，地址线由地址锁存器（74LS273）给出，该锁存器的输入已连至数据总线。地址A0-A7与地址总线相连，显示地址内容。数据开关经三态门（74LS245）已连至数据总线，分时给出地址和数据。因为地址寄存器为8位，接入6116的地址A7-A0，而高三位A8-A10本实验装置已接地，其容量为256字节。6116由三根控制线：/CS(片选线)、OE（读线）、WE（写线）。当片选有效（/CS=0）时，同时OE=0时，(WE=0)时进行读操作。本实验中将OE引入接地，在此情况下，当/CS、WE=1时进行写操作。/CS=0、WE=0时进行写操作，其写时间与T3脉冲宽度一致。实验时T3脉冲由“单步”命令键产生，其它电平控制信号由二进制开关模拟，其中/CE（存储器片选信号为低电平有效，WE为写/读（W/R）控制信号，当WE=0时进行读操作、当WE=1时为写操作。 （2）实验步骤 1、控制信号连接：位于实验装置右侧边缘的RAM片选端（/CE）、写/读线（WE）、地址锁存信号（LDAR）与位于实验装置左上方的控制信号（/CE、WE、LDAR）之间对应相连。位于实验装置左上方CTR-OUT的控制信号(/SW-B)与左下方INPUT-UNIT(/SW-B)对应相连。 具体信号连接：/CE,WE,LDAR,/SW-B 2、完成上述连接，仔细检查无误后方可进入本实验。 在闪动是我“P”状态下按动增值命令键，时LED显示器自左向右第一位显示提示符“H”，表示装置已进入手动单元试验状态。（若当前处“H”状态，本操作可略） 3、内部总线数据写入存储器 给存储器的00、01、02、03、04地址单元中分别写入数据11、12、13、14、15，具体操作步骤如下：（以向00地址单元写入11数据为例，然后重复操作将数据分别写入各地址单元）。4,、读存储器的数据到数据总线 依次独处第00、01、02、03、04单元中的内容，观察上述各单元中的内容是否与前面写入的一致。具体步骤如下：（以从00单元独处11数据为例，其它则类似）
实验3 存储器实验 预习实验报告 疑问： 1、数据通路是干嘛的？ 2、数据通路如何实现其功能？ 3、实验书上的存储器部分总线开关接在高电平上，是不是错了？ 实验报告 一、波形图： 参数设置： Endtime:2.0us Gridsize:100.0ns 信号设置： clk：时钟信号，设置周期为100ns占空比为50%。 bus_sel: sw|r4|r5|alu|pc_bus的组合，分别代表的是总线（sw_bus）开关,将 存储器r4的数据显示到总线上，将存储器r5的数据显示到总线上， 将alu的运算结果显示到总线上，将pc的数据打入AR中二进制 输入，低电平有效。 alu_sel:m|cn|s[3..0]的组合，代表运算器的运算符号选择，二进制输入，高 电平有效。 ld_reg:lddr1|lddr2|ldr4|ldr5|ld_ar的组合，分别表示将总线数据载入寄存器 r1,r2,r4, r5或AR中，二进制输入，高电平有效。 pc_sel: pc_clr|ld|en的组合，分别代表地址计数器PC的清零（pc_clr）、装 载（pc_ld）和计数使能信号（pc_en），二进制输入，低电平有效。we_rd:信号we和rd的组合，分别代表对ram的读(we)与写(rd)的操作， 二进制输入，高电平有效 k：k [7]~ k [0]，数据输入端信号，十六进制输入。 d: d[7]~d[0]，数据输出中间信号，十六进制双向信号。 d~result: d [7] result ~d[0] result，最终的数据输出信号，十六进制输出。ar: ar[7]~ ar[0]，地址寄存器AR的输出结果，十六进制输出。 pc: pc [7]~ pc [0]，地址计数器PC的输出结果，十六进制输出。 仿真波形
RS485总线标准是工业中（考勤，监控，数据采集系统）使用非常广泛的双向、平衡传输标准接口，支持多点连接，允许创建多达32个节点的网络；最大传输距离1200m，支持1200 m时为100kb/s的高速度传输，抗干扰能力很强，布线仅有两根线很简单。 RS485通信网络接口是一种总线式的结构，上位机（以个人电脑为例）和下位机（以51系列单片机为例）都挂在通信总线上，RS485物理层的通信协议由RS485标准和51单片机的多机通讯方式。由于RS-485是从RS-422基础上发展而来的，所以RS-485许多电气规定与RS-422相仿。如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。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。 下面介绍以下rs485通讯接口定义的标准 1.英式标识为TDA(-) 、TDB(+) 、RDA(-) 、RDB(+) 、GND 2.美式标识为Y 、Z 、A 、B 、GND 3.中式标识为TXD(+)/A 、TXD(-)/B 、RXD(-) 、RXD(+)、GND rs485两线一般定义为: "A, B"或"Date+,Date-" 即常说的：”485＋，485－” rs485四线一般定义为： "Y,Z,A, B," 一般rs485协议的接头没有固定的标准，可能根据厂家的不同引脚顺序和管脚功能可能不尽相同，但是官方一般都会提供产品说明书，用户可以查阅相关 rs485管脚图定义或者引脚图 上图中rs232转rs485电路中hin232（max232可以起到同样的作用但是要贵一点）起到转
换pc端rs232接口电平的作用，然后把信号由max485这个芯片转换成485电平由AB两根线输出，如果接上双绞线信号rs485总线接口的信号的通信距离至少是1千米远。
《现场总线技术》 论文 论文题目: 现场总线技术文献综述 论文类型：文献综述 姓名: 学号: 班级: 2016 年 6 月 6 日
摘要 现场总线(Fieldbus)是指开放式、国际标准化、数字化、相互交换操作的双向传送、连接智能仪表和控制系统的通信网络。它作为工厂数字通信网络的基础 沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络 而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这是一项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术 是信息化带动工业化和工业化推动信息化的适用技术 是能应用于各种计算机控制领域的工业总线 因现场总线潜在着巨大的商机 世界范围内的各大公司投入相当大的人力、物力、财力来进行开发研究[1]。当今现场总线技术一直是国际上各大公司激烈竞争的领域 由于现场总线技术的不断创新 过程控制系统由第四代的DCS发展至今的FCS(Fieldbus Control System)系统 已被称为第五代过程控制系统[2]。而FCS 和DCS 的真别在于其现场总线技术。现总线技术以数字信号取代模拟信号 在3C(Computer 计算机、Control 控、Commcenication 通信)技术的基础上 大量现场检测与控制信息就地采集、就地处理、就地使用 许多控制功能从控制室移至现场设备。由于国际上各大公司在现场总线技术这一领域的竞争 仍未形成一个统一的标准 目前现场总线网络互联都是遵守OSI 参考模型[3]。由于现场总线以计算机、微电子、网络通讯技术为基础 这一技术正在从根本上改变控制系统的理念和方法 将极大地推动整个工业领域的技术进步 对工业自动化系统的影响将是积极和深远的。 关键字 CAN总线、LonWorks总线、FF总线 Abstract Fieldbus (Fieldbus) refers to open, international standardization, digital and mutual exchange operations two-way transmission, connecting intelligent instrument and control system of communication network. It as plant digital communication network, the basis of the production process communication between field and the control equipment with higher control management level and the contact between. It s not only a grass-roots network, but also a kind of open, new whole distribution control system. This is an intelligent sensing, control, computer, digital communication technology as the main contents of the comprehensive technology, is becoming an information based society impetus industrialization and the industrialization push the applicable technology, information can be applied to various computer control areas of industrial bus, because of fieldbus potential great opportunities, the worldwide each big companies invest considerable human, material nd financial resources to develop research [1]. Today's Fieldbus technology has been international companies competitive field, because of Fieldbus technology unceasing innovation, process Control System consists of the fourth generation since the DCS development of Fieldbus Control System (FCS) System, has been called the fifth generation process Control System [2]. But the real difference of DCS and FCS in the fieldbus technology. Now bus technology replaced with digital signal analog signals in 3C (Computer Control Control, Computer, Commcenication communication) technology, and on the basis of field test and Control information of in situ Set, in situ treatment and on-the-spot use, many control functions from the control room moved to site equipment. The big company because international in the fieldbus technology this field of competition, still not form an unified standards, currently fieldbus network interconnection abide by the OSI reference model [3].
实验四：总线控制实验报告 一、实验目的： 1.理解总线的概念及其特性； 2.掌握总线传输控制特性； 二、实验设备 TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。 三、实验内容 1. 总线的基本概念 总线是多个系统内部之间进行数据传输的公共通路，是构成计算机系统的骨架。借助总线连接，计算机在系统各个部件之间实现传送地址、数据和控制信息的操作。因此，所谓总线就是能为多个部件服务的一组公共信息线。 1．实验原理 实验所用总线传输实验框图如图7-1所示，它将几种不同的设备挂至总线上，有存储器、输入设备、输出设备、寄存器。这些设备都需要有三态输出控制，按照传输要求恰当有序的控制它们，就可实现信息传输。 实验要求 根据挂在总线上的几个基本部件，设计一个简单的流程： ⑴输入设备将一个数打入R0寄存器； ⑵输入设备将另一个数打入地址寄存器； ⑶将R0寄存器中的数写入到当前的存储器中； ⑷将当前地址存储器中的数用LED数码管显示。
1．实验步骤 ⑴按照图7-2实验接线图进行接线。 ⑵具体操作步骤如下：
初始状态应设为：关闭所有的三态门（SW-B=1，CE=1，R0-B=1），其他控制信号为：LDAR=0，LDR0=0，W/R（RAM）=1，W/R（LED）=1 第一组数据：（R0）=11H，（AR）=21H LED显示的数据为： 第二组数据：（R0）=A5H，（AR）=22H LED显示的数据为： 第三组数据：（R0）=FCH，（AR）=23H LED显示的数据为： 注意事项： 1、所有导线使用前须测通断； 2、不允许带电接线； 3、“0”——亮“1”——灭； ４、注意连接线的颜色、数据的高低位。 四、实验总结 实验过程出现了很多问题，只有在实验前做好充分准备，才能减少在实验过程中遇到的难题。实验主要是使我们理解总线的概念及其特性，并掌握总线传输控制特性，这对我们深入了解计算机组成原理这门课程更加有利。
实验六总线数据传输控制实验 一、实验目的 1.理解总线的概念，了解总线的作用和特性。 2.掌握用总线传输数据的控制原理和方法。 二、实验原理 1.74LS374芯片的逻辑功能 2.了解通用寄存器部件的逻辑功能 三、实验过程 1.连线 1)连接实验一（输入、输出实验）的全部连线。 2)按逻辑原理图连接寄存器单元（REG UNIT）的B-R0,B-R1正脉冲信号。 3)连接寄存器单元（REG UNIT）的R0-B、R1-B到KA、KB，用KA、KB控制R0-B、 R1-B这两个低电平有效信号 4)连接运算器单元（ALU UNIT）S1、S0、M、299-B。 5)按逻辑原理图连接时钟单元（CLOCK UNIT）与微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）的T4。
2.数据送R0操作过程 1)首先把手动控制开关单元（MANUAL UNIT）的控制开关全部拨到无效状态。 2)在输入数据开关拨一个实验数据(如“00001001”，即16进制的09H),把I/O-R 把实验数据送总线。 3)把B-R0信号拨动一下，即实现“1-0-1”，产生一个正脉冲，实验数据由总 线送0号通用寄存器（R0）保存。 4)把输入数据开关上的实验数据拨回到全0，拨上I/O-R控制开关，切断输入 数据与总线的联系，这时总线显示灯为“11111111”，处于悬空状态。 3.数据从R0读出送移位寄存器操作过程 1)拨下KA控制开关，产生R0-B 信号，把实验数据从R0送总线，总线显示灯 为“00001001”，显示R0寄存器状态 2)把299-B ，S1，S0，M拨成1111，确保时钟单元（CLOCK UNIT）的STEP/RUN 开关处于“STEP”状态，按一下“START”键发T4脉冲，把R0中的数据通过总线送入74LS299移位寄存器中。 3)拨上KA控制开关，使R0-B 信号无效，切断R0输出数据与总线的联系，总 线显示灯为“11111111”，处于悬空状态。 4.数据经移位寄存器移位后送R1的操作过程 1）把299-B ，S!，S0，M拨成0101，按下“START”键发T4脉冲，对74LS299移位寄存器中的数据进行一次带进位的循环右移，这时从总线上可看到移位后的实验数据。 2）把B-R1信号拨动一下，即实现“0—1—0”，产生一个正脉冲，实验数据通过总线送1号通用寄存器（R1）保存。 3）拨上299-B 控制开关，切断74LS299移位寄存器与总线的联系。
课程名称：现场总线实验任课教师：廉迎战 学院：自动化 专业班级： 学号： 学生姓名：
2015 年6月16日 实验一频移键控法仿真实验 一．实验目的 初步掌握通信原理基础知识中频移键控法的基本原理。 能用MATLAB仿真软件，编写并调试简单的仿真程序。 二．实验主要仪器设备和材料 1. 实验用计算机 2. MATLAB仿真软件 三．实验内容 四．实验步骤及结果测试 1．安装部署MATLAB仿真环境，同时根据频移键控法要求，设置仿真环境。 2.在MATLAB环境下，输入频移键控法原理图。 原理图如下：
方法一 方法二 Repeating sequence stair:F3数字信号sine wave ：100Hz信号 Sine wave1 ：50Hz信号 Scope1：示波器
方法一：Switch1:选通开关//方法二：用乘法器product代替 3.在MATLAB中产生F1=50Hz和F2=100Hz的交流信号，以及需要 发送的数字信号，数字信号为：F3=01101001方波波形。 4.加载输入信号，观察仿真原理图输出信号波形，同时记录并分析。 如下图： 五．思考题 1.数字信号01101001的频移键控法输出波形表示形式如下： 输出的数字信号为10110101时，其频移键控波形如下的OUT：
1~6行输出信号分别为：1.数字信号10110101的输入信号；2. 50Hz 频率sine；3.100Hz频率sine；4. Product输出；5.product1输出； 6.add输出 2.如何实现幅移键控法的信号通讯技术？ 通过信号幅值的高低映射到数字信号的1和0从而达到载波传输信号，可利用 现成的电信网，电话网等设施构成信道。
RS485总线应用与选型指南 一、RS485总线介绍 RS485总线是一种常见的串行总线标准，采用平衡发送与差分接收的方式，因此具有抑制共模干扰的能力。在一些要求通信距离为几十米到上千米的时候，RS485总线是一种应用最为广泛的总线。而且在多节点的工作系统中也有着广泛的应用。 二、RS485总线典型电路介绍 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有更出色的表现，但有一些场合也可以用非隔离型。 我们就先讲一下非隔离型的典型电路，非隔离型的电路非常简单，只需一个RS485芯片直接与MCU 的串行通讯口和一个I/O控制口连接就可以。如图1所示： 图1、典型485通信电路图（非隔离型） 当然，上图并不是完整的485通信电路图，我们还需要在A线上加一个4.7K的上拉偏置电阻；在B线上加一个4.7K的下拉偏置电阻。中间的R16是匹配电阻，一般是120Ω，当然这个具体要看你传输用的线缆。（匹配电阻：485整个通讯系统中，为了系统的传输稳定性，我们一般会在第一个节点和最后一个节点加匹配电阻。所以我们一般在设计的时候，会在每个节点都设置一个可跳线的120Ω电阻，至于用还是不用，由现场人员来设定。当然，具体怎么区分第一个节点还是最后一个节点，还得有待现场的专家们来解答呵。）TVS我们一般选用6.8V的，这个我们会在后面进一步的讲解。 RS-485标准定义信号阈值的上下限为±200mV。即当A-B>200mV时，总线状态应表示为“1”；当A-B<-200mV时，总线状态应表示为“0”。但当A-B在±200mV之间时，则总线状态为不确定，所以我们会在A、B线上面设上、下拉电阻，以尽量避免这种不确定状态。
实验报告 专业：计算机科学与技术 班级：计算机科学与技术（1）班学号：201024131147 姓名：赵倩倩 课程名称：计算机组成原理 学年：2010—2011 学期1 课程类别：专业必修 试验时间：2011年11月7日
实验四：总线传输实验 一、实验目的 （1）理解总线的概念及其特性 （2）掌握总线传输控制特性 二、实验原理及基本技术路线图（方框原理图） 总线传输框如图5.4-1所示，他将几种不同的设备挂至总线上，有存储器、输入设备、输出设备、寄存器。这些设备都需要三态输出控制，按照传输要求恰当有序的控制它们，就可实现总线信息传输。 基本实验要求如下： 根据挂起在总线上的几个基本条件，设计一个简单的流程； 1）输入设备将一个数打入R0寄存器。 2）输入设备将另一个数打入地址寄存器。 3）将R0寄存器中的数写入带当前的地址的寄存器中。 4）将当前地址的寄存器中的数用LE数码管显示。 三、所用仪器、材料（设备名称、型号、规格等） TDN-CM+或TDN-CM++教学实验系统一台 四、实验方法、步骤 1)按照图5.4-2试验接线图进行连线。
（2）实验的具体操作步骤图如图5.4-3所示。 首先应关闭所有三态门（SW-B=1，R0-B=1，LED-B=1）,并将关联的信号置为LDAR=0，LDR0=0，W/R(LED)=1，W/R(LED)=1.然后参照如下操作流程，先将数据开关打入到R0中；然后继续给开关置数，拨动LDR0控制信号做0→1→0动作，产生一个上升沿将数据打入到R0中；然后继续给数据开关置数，拨动LDAR控制信号做0→1→0动作产生一个上升沿将数据打入到AR中；关闭数据开关三态门，打开R0寄存器输出控制，使寄存器输出，使寄存器处于写状态（W/R=0，CS=0），将R0中的数写到存储器中；关闭存储器片选，关闭R0寄存器输出，使存储器处于读状态（W/R=1，CS=0），打开LED片选，拨动LED的W/R控制信号1→0→1动作，产生一个上升沿将数据打入到LED中。 五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等) 打开输出三态门，在输入单元由开关给出要保存的数据00110111（37H），拨动控制信号LDR0，可将数据打入到寄存器R0中，继续给数据开关置数，这时
实验报告 课程名称《现场总线技术》题目名称现场实验报告学生学院信息工程学院专业班级 学生学号 学生姓名 指导教师 2015年1月1日
实验一 STEP7 V5.0编程基础及S7-300PLC组态 一、实验目的 通过老师讲解STEP7软件和硬件组态的基础知识，使同学们掌握使用STEP7的步骤和硬件组态等内容，为后续实验打下基础。 二、实验内容 1、组合硬件和软件 STEP7 V5.0是专用于SIMATIC S7-300/400 PLC站的组态创建及设计PLC控制程序的标准软件。按照以下步骤： （1）运行STEP7 V5.0的软件，在该软件下建立自已的文件。 （2）对SIMATIC S7-300PLC站组态、保存和编译，下载到S7-300PLC。 （3）使用STEP7 V5.0软件中的梯形逻辑、功能块图或语句表进行编程，还可应用STEP7 V5.0对程序进行调试和实时监视。 2、使用STEP7 V5.0的步骤 图1-1 STEP7的基本步骤
3、启动SIMATIC管理器并创建一个项目 （1）新建项目 首先在电脑中必须建立自己的文件：File → New →写上Name （2）通信接口设置 为保证能正常地进行数据通信，需对通信接口进行设置，方法有2种：1）所有程序SIMATIC STEP 7 设置PG/PC接口PC Adapter(Auto) 属性本地连接USB/COM（根据适配器连接到计算机的方式选择）； 2）SIMATIC管理器界面选项PC Adapter(Auto) 属性本地连接USB/COM（根据适配器连接到计算机的方式选择）。 （3）硬件组态 在自己的文件下，对S7-300PLC进行组态，一般设备都需有其组态文件，西门子常用设备的组态文件存在STEP7 V5.0中，其步骤如下; ●插入→站点→ SIMATIC 300 站点； ●选定SIMATIC 300（1）的 Hardwork（硬件）右边Profi →标准→ SIMATIC 300将轨道、电源、CPU、I/O模块组态到硬件中： 轨道：RACK-300 → Rail；， 插入电源：选中（0）UR中1, 插入电源模块PS-300 → PS307 5A；插入CPU：选中（0）UR中2，插入CPU模块CPU-300→CPU315-2DP→配置CPU的型号（CPU模块的最下方）； ●插入输入/输出模块DI/DO： 1)选中（0）UR中4，插入输入/输出模块SM-300 → DI/DO→配置