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基于STM32F4的RS485通讯管理机的研究

作　者: 孟丽华
导　师: 张文玲
学　校: 河北工业大学
专　业: 电气工程
关键词: 通讯管理机 STM32F4 微控制器 RS485
分类号: TV736
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

目前水电站计算机监控系统中应用着大量不同种类的现场设备。各种不同的现场设备的通讯规约及接口都不尽相同，同时上位机支持的通讯规约和接口数量又有限，所以需要一种上下协调的设备即通讯管理机来处理这些通讯问题。论文首先论述了研制通讯管理机的目的和意义，介绍了通讯管理机的研究及应用现状，分析了水电站计算机监控系统组成及其内部常用的RS485通信方式。通过分析比较通讯管理机三种设计方案的优缺点，针对水电站监控系统的特点，确定了基于微控制器的通讯管理机的设计方案。然后，本课题以意法半导体的STM32F4系列32位微控制器为核心，研究了RS485通讯管理机的软硬件实现。针对水电站现场通讯的要求，确定了通讯管理机的整体框架，完成了包括MCU主控单元电路、通讯单元电路、存储电路以及调试电路的设计，并制作了样机。针对系统需要实现的功能，采用模块化的设计思想完成了大部分软件的设计。上位机通过RS485通信将命令下发给通讯管理机，通讯管理机接收到数据，进行处理后再通过RS485通信或者CAN通信转发给相应的现场设备。通讯管理机接收到现场设备发来的数据，经过相应的处理后再转发给上位机，完成上位机与现场设备之间的数据交换。本文完成了通讯管理机硬件平台及相关程序的编写，并对样机进行了在线调试。通过试验验证了本设计的可行性，并提出丰富接口类型的完善方案。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-10
  §1-1 课题研究的目的和意义  8
  §1-2 通讯管理机的研究现状  8-9
  §1-3 课题的研究内容  9-10
第二章通讯管理机总体方案  10-17
  §2-1 水电站计算机监控系统  10-12
    2-1-1 水电站计算机监控系统的组成  10-11
    2-1-2 水电站计算机监控系统的具体功能  11-12
  §2-2 串行通信方式介绍  12-13
  §2-3 现场设备通信协议介绍  13-15
    2-3-1 Modbus 通讯规约  13-14
    2-3-2 厂家自定义通讯规约举例  14-15
  §2-4 通讯管理机设计方案  15-16
  §2-5 本章小结  16-17
第三章通讯管理机的硬件设计  17-39
  §3-1 STM32F4 微控制器  17-23
    3-1-1 STM32F4系列微控制器的特性  17-18
    3-1-2 STM32F4系列的内部结构及外围功能模块  18-23
  §3-2 基于STM32F4的主控单元的设计  23-28
    3-2-1 MCU 及其外围电路  24-26
    3-2-2 时钟电路  26
    3-2-3 电源电路  26-27
    3-2-4 复位电路  27-28
  §3-3 存储单元设计  28-29
    3-3-1 EEPROM  28-29
    3-3-2 铁电存储器  29
  §3-4 通讯单元设计  29-35
    3-4-1 RS485 通讯  29-31
    3-4-2 CAN 通讯  31-32
    3-4-3 USB 通讯  32-34
    3-4-4 以太网通讯  34-35
  §3-5 调试电路设计  35-37
  §3-6 PCB 设计  37-38
  §3-7 本章小结  38-39
第四章通讯管理机软件设计  39-52
  §4-1 MDK 介绍  39-40
  §4-2 背景主程序  40-42
  §4-3 RS485 通讯程序  42-48
    4-3-1 USART/UART 初始化  44
    4-3-2 发送和接收数据  44-48
  §4-4 CAN 通讯程序  48-51
    4-4-1 CAN 初始化  48-49
    4-4-2 发送和接收程序  49-51
  §4-5 本章小结  51-52
第五章试验分析  52-57
总结与展望  57-58
参考文献  58-61
致谢  61

基于STM32F4的RS485通讯管理机的研究

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