RS485/RS232轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)的串行通信
加入技術交流群
2.2PC機側(cè)RS485/RS232轉(zhuǎn)換器
的設計
RC機側(cè)RS485/RS232轉(zhuǎn)換器的電路如圖4所示。
該電路首先通過MAX490芯片將單片機側(cè)經(jīng)遠距離傳輸?shù)碾娏鳝h(huán)信號轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS標準的電平信號，然后通過光隔6N137隔離，得到兩個同樣是與TTL/CMOS電平相兼容的電平信號；最后，經(jīng)RS232芯片轉(zhuǎn)換成 RS232電平：其中RS232電平的邏輯“0”的電平范圍為－5V～－15V，邏輯“1”的電平范圍為＋5V～＋15V。這里RS232電平轉(zhuǎn)換芯片選用MAXIM公司的MAX232A[4]，該芯片采用單電源(＋5V）供電，RS232電平由內(nèi)部電荷泵產(chǎn)生，其內(nèi)部結(jié)構如圖5所示。
在RS485/RS232轉(zhuǎn)換器
的設計過程中需要特別注意的是電源的設計。單片機側(cè)和PC機側(cè)的RS485芯片理論上可共用一個電源。實際上，如果穩(wěn)壓電路安裝在單片機側(cè)，同時又將此電源直接拉至PC側(cè)的RS485/RS232轉(zhuǎn)換器中，由于電源線可能長達上百米，電源線的線徑又不可能選得很粗。如此遠距離的傳輸將會導致電源電壓在PC機側(cè)有一個很大的落差，這樣，有可能造成PC機側(cè)的MAX490或光隔IC702工作不正常。一個比較好的解決辦法是首先直接將單片機側(cè)變壓器輸出的交流信號經(jīng)長距離傳輸至RS485/RS232轉(zhuǎn)換器，然后經(jīng)整流和穩(wěn)壓，作為PC機側(cè)MAX490和光隔 IC702的供電電源。此外，RS232和光隔左側(cè)的供電電源PCVCC可以利用PC機內(nèi)部開關電源的＋5V輸出，或者由外部穩(wěn)壓電源提供。3、通信軟件的設計
利用上述硬件通信電路，可以實現(xiàn)符合RS485協(xié)議的串行通信，同時又對軟件的編寫沒有任何額外要求，因為本電路改變了傳輸通道的信號傳輸方式。單片機側(cè)的通信可以采用查詢方式或串行中斷方式。在電參數(shù)測試儀中，為了保證上位機和下位機之間時序的嚴格一致，我們采用了查詢方式，這部分程序的編寫較簡單，具體可參閱文獻[1][3]。PC機側(cè)WINDOWS環(huán)境下的通信程序，可直接利用VC＋＋提供的相應于串口的API函數(shù)完成RS232 通信編程，具體可參閱文獻[2][3]。
由于數(shù)據(jù)傳輸是在強干擾的環(huán)境中進行的，而且傳輸距離又較遠，為了保證數(shù)據(jù)能高速、準確傳輸，軟件編程時可以考慮對大批量的數(shù)據(jù)進行分組傳送，同時對每組數(shù)據(jù)進行和校驗，檢查其傳輸?shù)臏蚀_性。在實際使用中，設定每組數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頭為單字節(jié)0AAH，中間為256個字節(jié)的采樣數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)最后一個字節(jié)為和校驗結(jié)果。PC機每接收到一組數(shù)據(jù)，均要進行再次和校驗，，然后將PC機的校驗結(jié)果和單片機的校驗結(jié)果（該組數(shù)據(jù)的最后一個字節(jié)）相比較，若兩者不等則校驗失敗，PC機給單片機發(fā)重傳命令，要求單片機重傳本組數(shù)據(jù)；若兩者相等則校驗正常，PC機給單片機發(fā)確認認號，并準備接收下一組采樣數(shù)據(jù)，單片機則開始新一輪采樣。
4、實際應用
在電參數(shù)測試儀的工作過程中，大約每隔一分鐘單片機和上位PC機之間就要經(jīng)過多次命令和數(shù)據(jù)的雙向傳遞，其數(shù)據(jù)量較大，每次約有7k字節(jié)左右。本系統(tǒng)單片機選用ATMEL公司的AT89C52，晶振頻率為110592MHz，串行通信方式為模式1，通信速率為57.6kBPS。上位機的通信和數(shù)據(jù)處理程序采用VC＋＋6.0編寫。單片機和PC機之間的距離約100米左右，傳輸線由普通的多芯電源線替代，且經(jīng)過有電焊機、電動機、高壓靜電發(fā)生器等頻繁起動的場合。采用上述硬件通信電路，同時考慮編程時的軟件糾錯，該儀器經(jīng)過多次24小時的不間斷運行，都沒有發(fā)生過死機現(xiàn)象，工作一切正常。調(diào)試時，通過觀察上位PC機中設置的數(shù)據(jù)重傳計數(shù)器，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)重傳次數(shù)極少。
實踐證明本文設計符合RS485協(xié)議的串行通信電路，可以滿足高速率、高可靠、遠距離的串行通信，同時價格又比較便宜，不失為一種較為理想的串行通信方案。
評論