随着工业生产规模的不断扩大,生产过程对集中监控的要求也日趋迫切,这就需要现场检测控制仪表具有较强的远距离通讯功能,而现场总线的产生满足了此需要。Modbus总线由于其开发成本低,简单易用等特点目前已经广泛应用于工业现场,通过Modbus总线,可以很方便地将不同厂商生产的控制设备连成工业网络,进行集中监控。本论文根据智能仪表发展的需求,提出了一套基于C8051F020和Modbus协议的智能仪表的解决方案,并对其硬件和软件进行了详细的设计和开发。本课题硬件选用C8051F020单片机为控制器,C8051F020具有12位的8通道ADC0,可同时采集八路模拟量,从而减少了仪表的使用数量。同时本课题采用以T6963C为控制器的LCD显示模块完成动态显示采集到的数据及运行曲线。扩展存储器采用带时钟的非易失性存储器FM31256,它不仅保证了实时数据的掉电保持而且还提供了系统时钟,克服了传统方案采用分立器件造成的电路复杂、成本高等缺点。此外,该仪表具有支持Modbus协议的RS485串行通信接口,可将自身的状态、现场参数等传给监控主机。仪表硬件还采用多种抗干扰措施,提高了系统的稳定性。本课题还对显示模块、存储器扩展以及通讯模块等软件进行了开发。通过实际运行表明,该总线型智能仪表改善了传统工业仪表的数据显示和通讯方式,并且其稳定性、实时性以及精度都优于传统仪表。基于此仪表的控制系统在容错处理、数据交换、系统管理、抗干扰等方面都优于传统仪表。