組態(tài)王與單片機多機串口通信的設(shè)計

1 引言
隨著工業(yè)化要求提高，分布式系統(tǒng)發(fā)展以及控制設(shè)備與監(jiān)控設(shè)備之間通訊需要，組態(tài)軟件設(shè)計的監(jiān)控系統(tǒng)逐步普及。現(xiàn)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(tǒng)．具有友好的人機操作界面、強大的IO設(shè)備端口驅(qū)動能力，可與各種PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等實時通訊。由于在檢測大量模擬量的工業(yè)現(xiàn)場使用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(zhuǎn)換模塊組合可以完成相同的工作，并且系統(tǒng)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動態(tài)數(shù)據(jù)交換(DDE)或通過自己開發(fā)通訊驅(qū)動程序完成。DDE是Windows平臺上的一個完整的通信協(xié)議，組態(tài)王通過該協(xié)議與其他應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)。但不可靠和非實時。而自己開發(fā)通訊驅(qū)動程序會帶來設(shè)計困難，增加系統(tǒng)開發(fā)周期，可行性不高。組態(tài)王專門提供一種與單片機多機串口通信方法，可滿足大多數(shù)系統(tǒng)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(tǒng)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．對同時出現(xiàn)的兩條信號線A、B的干擾有較強的抑制能力。當(dāng)兩條線絞在一起時，被通信各種分布參數(shù)耦合過來的干擾信號可平均地分配到這兩條線上，因此對RS-485的差分式傳輸線路而言，用雙絞線可獲得較強的抗干擾能力。RS-485采用二線與四線平衡傳輸方式，二線制可實現(xiàn)真正的多點雙向通信，但需要在傳輸線上接電阻(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(zhuǎn)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(dāng) P1．7為高電平時，驅(qū)動器使能而接收器為高阻態(tài)，此時可發(fā)送數(shù)據(jù)；而當(dāng)P1．7為低電平時．接收器使能而驅(qū)動器為高阻態(tài)，此時接收數(shù)據(jù)。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(zhuǎn)換。

圖3為單片機地址設(shè)置電路，單片機STC89C52的P1口的低4位用于設(shè)定本機地址，通過4位DIP開關(guān)的組合最多可設(shè)定16種地址。如當(dāng)4位開關(guān)全部斷開時，對應(yīng)的本機地址是11 11。下位單片機在開始工作前需先設(shè)定自己的地址，這樣，在開機自檢時下位單機片就能獲取本機地址。