RS232+RS485實(shí)現通訊實(shí)驗板

1 引言

　　計算機控制系統中經(jīng)常采用多機系統進(jìn)行通信，在由PC機和單片機構成的分布式控制系統中，往往以PC機為上位機完成較為復雜的數據處理和對前沿機的監督管理，以及對下位機進(jìn)行多機協(xié)調，本文介紹一種將 RS232，RS485，及紅外接口集成在一起的PC機--單片機多功能通訊實(shí)驗板，用于實(shí)現PC機與單片機間的串口通信、紅外通信及PC機與PC機間的通訊實(shí)驗。

　　2 實(shí)驗板的組成原理與設計

　　2.1 串行通信

　　串行通信是指通信的發(fā)送方和接收方之間數據信息的傳輸是在單根數據線(xiàn)，以每次一個(gè)二進(jìn)制位移動(dòng)的，他的優(yōu)點(diǎn)是只需一對傳輸線(xiàn)進(jìn)行傳送信息，因此其成本低，適用于遠距離通信，他的缺點(diǎn)是傳送速度低，串行通信有異步通行和同步通信兩種基本通信方式，同步通信適用于傳送速度高的情況，其硬件復雜，而異步通信應用于傳送速度在50-19200波特之間，是比較常用的傳送方式，在異步通信中，數據是一幀一幀傳送的，每一串行幀的數據格式由1位起始位，5-8位的數據位，1位的奇偶校驗位(可省略)和1位停止位4部分組成，在串行通信前，發(fā)送方和接收方要約定具體的數據格式和波特率(通信協(xié)議)。

　　2.2 AT89C51微控制器

　　AT89C51單片機系統具有設計簡(jiǎn)單、性能可靠、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，它為用戶(hù)預留下足夠的軟硬件資源，可供用戶(hù)進(jìn)行再開(kāi)發(fā)應用，該系統除內部已有的 4K FLASH存儲器外，還可以擴展選址64K ROM區和64K RAM區，供用戶(hù)使用，用戶(hù)在系統開(kāi)發(fā)時(shí)，可以將自己的數據塊和程序段、數據表，以若干控制子程序、數據塊形式存放于A(yíng)T89C51單片機的擴展ROM或 RAM區中，以便系統工作時(shí)重復使用和反復調用。

　　2.3 RS232C通信接口

　　RS232C是一種電壓型總線(xiàn)標準，可用于設計計算機接口與終端或外設之間的連接，以不同的極性的電壓表示邏輯值。-3～-25V表示邏輯1。+3～+25V表示邏輯0。其電平與TTL和CMOS電平是不同的，所以在通信時(shí)必須進(jìn)行電平轉換。

　　2.4 MAX232芯片

　　MAXIM公司的MAX232/MAX232A接收/發(fā)送器是MAXIM公司特別為滿(mǎn)足EIA/TEA2232E的標準而設計的，他們在 EIA/TIA2232E標準串行通信接口中日益得到廣泛的應用，他們具有功耗低、工作電源為單電源、外接電容僅為0.1μF或1μF，采用雙列直插封裝形式、接收器輸出為三態(tài)TTL/CMOS等優(yōu)越性，為雙組RS 232接收發(fā)送器，工作電源為+5V，波特率高，僅需外接0.1μF或1μF的電容，其價(jià)格低，可在一般需要串行通信的系統中使用，MAX232外圍需要 4個(gè)電解電容，是內部電源轉換所需電容，其取值均為1μF/25V宜選用鉭電容并且應盡量靠近芯片。如圖1所示。

　　2.5 紅外發(fā)送、接收電路

　　紅外通訊以紅外線(xiàn)作為通訊載體，通過(guò)紅外光在空中的傳播來(lái)傳輸數據，他由紅外發(fā)射器和紅外接收器來(lái)完成，在發(fā)射端，發(fā)送的數字信號經(jīng)過(guò)適當的調制編碼后，送入電光變換電路，經(jīng)紅外發(fā)射管轉變?yōu)榧t外脈沖發(fā)射到空中;在接收端，紅外接收器對接收到的紅外光脈沖進(jìn)行光電變換，解調譯碼后恢復出原信號。

　　紅外發(fā)送電路中采用的紅外發(fā)射器件是塑封的TSAL6200紅外發(fā)射二極管，他將周期的電信號轉變成一定頻率的紅外光信號，他是一種時(shí)斷時(shí)續的高頻紅外脈沖信號，但脈沖串時(shí)間長(cháng)度是恒定的，根據脈沖串之間的間隔大小，表示傳輸的是數據0還是 1。紅外接收器對接收到的紅外光脈沖進(jìn)行光電變換，解調譯碼后恢復出原信號。紅外載波為頻率38KHz的方波，采用脈寬調制PWM方式發(fā)送，通過(guò)待發(fā)送二進(jìn)制數據的0或1控制兩個(gè)脈沖串之間的時(shí)間間隔，即PWM的占空比。

　　紅外載波可以使用單片機內部的定時(shí)器的PWM功能實(shí)現，也可以通過(guò)外圍硬件電路實(shí)現，紅外接收采用HS0038B紅外接收器，當接收收到38KHz的載波信號時(shí)，HS0038B接收器會(huì )輸出低電平，否則輸出高電平，從而可以將時(shí)斷時(shí)續的紅外光信號解調成一定周期的連續方波信號，經(jīng)單片機處理，便可以恢復出原數據信號。