組態(tài)王與單片機多機串口通信的設計

1 引言
隨著(zhù)工業(yè)化要求提高，分布式系統發(fā)展以及控制設備與監控設備之間通訊需要，組態(tài)軟件設計的監控系統逐步普及?，F在組態(tài)軟件繁多，比如KingVieW(組態(tài)王)、MCGS、WinCC等。KingView軟件基于Microsoft Windows XP，NT／2000操作系統．具有友好的人機操作界面、強大的IO設備端口驅動(dòng)能力，可與各種PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等實(shí)時(shí)通訊。由于在檢測大量模擬量的工業(yè)現場(chǎng)使用PLC與組態(tài)軟件通訊勢必增加產(chǎn)品成本。而單片機接口豐富，與A／D轉換模塊組合可以完成相同的工作，并且系統可靠、成本低。

2 組態(tài)王與單片機的串口通訊方法
目前，組態(tài)王與單片機的通信多是通過(guò)動(dòng)態(tài)數據交換(DDE)或通過(guò)自己開(kāi)發(fā)通訊驅動(dòng)程序完成。DDE是Windows平臺上的一個(gè)完整的通信協(xié)議，組態(tài)王通過(guò)該協(xié)議與其他應用程序交換數據。但不可靠和非實(shí)時(shí)。而自己開(kāi)發(fā)通訊驅動(dòng)程序會(huì )帶來(lái)設計困難，增加系統開(kāi)發(fā)周期，可行性不高。組態(tài)王專(zhuān)門(mén)提供一種與單片機多機串口通信方法，可滿(mǎn)足大多數系統需求。

3 PC機與單片機的硬件接口電路
圖1為上位PC機與下位單片機80C51的連接電路。PC機與單片機本身都自帶串行通訊接口，但由于在分布式系統中PC機與各單片機的分布不集中，不能利用RS-232通訊傳輸，只能改用RS-485。RS-485采用差分式傳輸信號，最大傳輸距離為1 219 m．最大傳輸速率為10 Mb／s．對同時(shí)出現的兩條信號線(xiàn)A、B的干擾有較強的抑制能力。當兩條線(xiàn)絞在一起時(shí)，被通信各種分布參數耦合過(guò)來(lái)的干擾信號可平均地分配到這兩條線(xiàn)上，因此對RS-485的差分式傳輸線(xiàn)路而言，用雙絞線(xiàn)可獲得較強的抗干擾能力。RS-485采用二線(xiàn)與四線(xiàn)平衡傳輸方式，二線(xiàn)制可實(shí)現真正的多點(diǎn)雙向通信，但需要在傳輸線(xiàn)上接電阻(約120 Ω)。

由于80C51系列單片機STC89C52串行接口的，TTL電氣特性與RS-485電氣特性不相符，STC89C52不能與RS-485直接連接，需要電氣轉換。這里采用Maxim公司的MAX485，圖2為其接口電路。

圖2中，MAX485的RE和DE南STC89C52單片機的P1．7控制。由于MAX485以半雙工的方式工作，因此由P1．7控制其發(fā)送與接收。當 P1．7為高電平時(shí)，驅動(dòng)器使能而接收器為高阻態(tài)，此時(shí)可發(fā)送數據；而當P1．7為低電平時(shí)．接收器使能而驅動(dòng)器為高阻態(tài)，此時(shí)接收數據。另外由于PC機的COM口是基于RS-232的串行通訊口．其電氣特性與RS-485不一致，因此也需電平轉換。

圖3為單片機地址設置電路，單片機STC89C52的P1口的低4位用于設定本機地址，通過(guò)4位DIP開(kāi)關(guān)的組合最多可設定16種地址。如當4位開(kāi)關(guān)全部斷開(kāi)時(shí)，對應的本機地址是11 11。下位單片機在開(kāi)始工作前需先設定自己的地址，這樣，在開(kāi)機自檢時(shí)下位單機片就能獲取本機地址。