单片机设计:多路数据通信设计方案

发布者:梦想学院最新更新时间:2014-08-30 来源: ofweek关键字:单片机设计  多路数据通信  MCS51 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

  本文介绍了利用MCS51单片机一组串行口完成两组不同类型串行口RS-232 和RS485数据通信。通过实例,介绍了各串行口通信特点,硬件电路实现,和软件设计中分时切换RS-232串口数据输出打印,和RS485串口采样数据收集等I/O功能。

  1.引言

  MCS51单片机标准构成只有一组全双工UART串行口,P3.0-RXD收、P3.1-TXD发,如果要完成多路串口收发,一般使用外部扩展芯片,例如:GM8123/25,完成一扩多路串口,但是,由于增加扩展芯片,造成硬件成本增加,PCB板面增大,抗干扰性下降等不良因素,因此能尽量使用现有串口,利用分时切换技术,完成串行口不同类型,不同端口的数据传送是优先选择。

  2.硬件功能简述

  本设计用于数据采集监控系统如图1所示。采用485串行口完成数据采集,和232串口输出打印功能,这样使得接口连线简单,可靠性高。

单片机设计:多路数据通信设计方案

  RS-485工作特征:发送端:逻辑“1″两线间的电压差为+2至6V表示;逻辑”0″以两线间的电压差为-2至6V表示。接收端:A比B高200mV以上即认为是逻辑“1″,A比B低200mV以上即认为是逻辑”0″。RS485总线因其硬件设计和通信协议简单、控制方便、成本低廉、传输距离远以及可挂接多个从设备等优点,便于对分布式的各个现场测控设备实现集中控制,485现场总线技术得到了广泛的应用。本设计采用MAX485E芯片,它是一款用于RS485和RS422通信的低功耗总线收发器,具有±15kV静电放电冲击保护和限摆率驱动特性,减小了电磁干扰和终端电缆反射,允许高达250kbps速率的无差错数据传输。该芯片只需用5V的单电源电压供电即可正常工作,而且在一条总线上最多可以连接32个负载。利用该芯片可以极大地简化单片机和RS485总线的接口电路设计。

  RS232接口是使用异步UART串行接口,其高低电平信号为-12V~+12V,因此抗干扰性优于TTL电平,传送距离可达10多米,单片机与打印机数据交换就使用此种通信设计,它具有用线少,接口简单可靠等优点。单片机TTL-RS232电平转换接口电路采用Maxim公司生产的MAX232电平转换芯片设计。MAX232芯片只需用5V的单电源供电,外加4个电容,就可实现单片机TTL电平和RS232电平之间的转换,并直接驱动RS232总线进行数据传输,使用十分方便,其最高传输速率可达20kbps.

  RS232/RS485在串口传送中各有优缺点,在此做一简单比较:

  (1)从接线上,RS232是三线制(收、发、地),RS485是两线制(A、B);(2)从传输距离上,RS232只能传输15米左右,RS485最远可以传输1200米;(3)从速率上,RS232是全双工传输,RS485是半双工传输;(4)从协议层上,RS232只支持点对点通讯(1:1),RS485支持总线形式通讯(1:N)。在本设计中RS232被用于距离不远的打印机点对点串口输出;而数据采集则需要在多个端点设备上,且距离较远的地方收集,于是采用了RS485总线技术来实现。单片机一组串口要完成两组不同电平传送,关键是需要分时切换串口模式,本设计采用模拟开关CD4053芯片,通过P1.5控制完成了485、232串口分离,利用完成软件分时输入、输出处理功能。该电路实现简单,硬件资源利用率高。

  本设计打印机RS232通讯协议方式采用ASCII方式。默认数据格式为:1位起始位,8位数据位,1位停止位,无奇偶校验,波特率为2400bps.RS485采用半双工模式,由P1.3控制收/发功能,其串口分配电路如图2所示。

单片机设计:多路数据通信设计方案

  3.软件功能简介

  本系统根据不同功能,由几十个子程序模块组成,现将相关串口分配实现数据收发的程序进行简要分析(汇编语言描述)

  4.结论

  本设计通过模拟开关CD4053将一路单片机串行口收发信号,分时转换成两路串行口,然后使用不同的接口芯片,实现了RS232和485总线同在一个系统下分时完成了通信工作。该设计优点:充分利用了串行口数据传输线少的优势,接口简单,并节省了不必要的硬件开销,增加了信息传送的可靠性。

关键字:单片机设计  多路数据通信  MCS51 引用地址:单片机设计:多路数据通信设计方案

上一篇:基于AT89S52的智能简易车辆系统设计
下一篇:基于Modbus的EPS应急电源监控系统的研究

推荐阅读最新更新时间:2024-03-16 13:40

串行AD转换器TLC2543与51单片机的接口设计
  TLC2543是11个输入端的12位模数转换器,具有转换快、稳定性好、与微处理器接口简单、价格低等优点,应用前景好。由于它带有串行外设接口(SPI,Seri-al PeripheralInterface),而51系列单片机没有SPI,因此研究它与51单片机的接口就非常有意义。 1 TLC2543的引脚及功能   TLC2543是12位开关电容逐次逼近模数转换器,有多种封装形式,其中DB、DW或N封装的管脚图见图1。引脚的功能简要分类说明如下。 I/OCLOCK:控制输入输出的时钟,由外部输入。   DATAINPUT:控制字输入端,用于选择转换及输出数据格式。   DATAOUT:A/
[单片机]
串行AD转换器TLC2543与51<font color='red'>单片机</font>的接口<font color='red'>设计</font>
单片机数字计时器的系统设计与型式试验
引言 目前市场上计时器种类很多,并且有部分厂家可根据客户的要求定制,但有的商家为了节约成本,对生产质量没有进行很好的控制,在芯片的选择和整个系统可靠性试验方面都没有很好地把关,而且目前市场上所采用的数码管质量较差,抗干扰能力差,不能应用于复杂的环境。单片机数字计时器体积小巧、精度高、抗干扰能力强,适用于复杂的工作环境。 1 硬件设计 1.1 系统结构 系统主要由电源模块、输入部分、控制部分和显示部分组成,系统结构框图如图1所示。 1.2 单片机最小系统设计 控制部分选用40引脚单片机PIC16F887,该单片机采用了精简指令集、哈佛总线结构和二级流水线,价格低、可靠性高、功耗低、体积小。单片机最小系统如图2所示。
[单片机]
<font color='red'>单片机</font>数字计时器的系统<font color='red'>设计</font>与型式试验
基于AT89S51单片机的PWM专用信号发生器设计
1 引言       涡流无损检测作为无损检测应用最广泛的方法之一,具有传感器结构简单、灵敏度高、测量范围大、不受油污等介质影响、抗干扰能力强等优点,已被广泛应用于冶金、机械、化工、航空等多个工业部门。然而由于受趋肤效应的影响,常被限制在对导体表面及亚表面层的检测上,这使其检测应用范围受到了很大的限制。但是,若检测线圈在脉冲激励作用下,因脉冲信号中含有丰富、连续的频率成分,所以检测线圈中所得到的信息不仅包含了被检测试件的表面、亚表面信息,还包含其深度信息,能够对材质以及缺陷进行定量评价。而脉冲信号的波形、频率、幅值、占空比等参数的改变对检测结果有着不同的影响。因此为了获得不同的脉冲激励下的检测结果。特制作了这一专用高精度大
[单片机]
基于AT89S51<font color='red'>单片机</font>的PWM专用信号发生器<font color='red'>设计</font>
AVR单片机模拟比较器的设计
模拟比较器对正极PB2(AINO)和负极PB3(AINI)的输入电压进行比较,当PB2的电压高于PB3的电压时,模拟比较器输出脚ACO置l。 模拟比较器的控制和状态寄存器ACSR地址为$018($28),复位时值为$O。各位定义如下: ACD:模拟比较器禁止。置l时,模拟比较器的电源被关闭。改变ACD时,必须清ACIE位,否则将产生中断。 ACO:模拟比较器输出。ACO直接与模拟比较器的输出脚相连接。 ACI:模拟比较器中断标志。有模拟比较器输出事件时,该位置1。若ACIE置1,且SREG中的1置1,产生中断。中断执行后,ACI由硬件清O。 ACIE:模拟比较器中断使能位。ACIE置l允许中断,清O禁止中断。 ACIC:模
[单片机]
AVR<font color='red'>单片机</font>模拟比较器的<font color='red'>设计</font>
你不知道的PIC单片机中断程序的设计技巧
所有的中档系列PIC单片机,PORTB端口最高的4个引脚(RB7~RB4)在设为输入模式时,当输入电平由高到低或由低到高发生变化时,可以让单片机产生中断。这就是通常所说的引脚状态变化中断。 在设计引脚中断程序时,有三个需要特别注意的地方。一是,在清除P0RTB中断标志位RBIF之前,必须安排一条必不可少的,以PORTB端口数据寄存器PORTB为源寄存器的读操作指令。放置这一指令的目的有时并不只是为了读取有用的数据,而是为了取消状态变化的硬件信号,以便顺利清除RBIF标志位,为下一次中断做好准备。二是,由于端口PORTB是引脚电子变化中断,即无论引脚出现上升沿还是下降沿都会产生中断请求,所以必须处理好不需要的虚假中断。三是,
[单片机]
基于单片机的16×64 LED 点阵显示屏的设计
0 引言 LED点阵显示屏是一种简单的汉字显示器,具有价廉、易于控制、使用寿命长等特点,可广泛应用于各种公共场合,如车站、码头、银行、学校、火车、公共汽车显示等。本文详细介绍了一种低廉的16x64点阵LED显示屏的设计过程。 1 硬件系统设计 本系统采用AT89C52单片机作控制器,整个电路主要由单片机控制及其接口电路、驱动显示电路、电源电路等部分组成。为了简化显示屏电路,降低成本,本系统在单片机部分不加字库存储器。而在PC机上编辑汉字和字符显示信息,并将其转换为相应的点阵显示数据,然后通过串口(采用RS-232通信标准)送给单片机存储并进行显示处理。图1所示为其硬件系统原理图。 1.1 单片机控制电路
[单片机]
基于单片机8251和MODEM设计的远程通信系统
1 前言 我国中大型石油化工企业大都采用小电流接地系统来供电,电力系统较为庞大。这类系统一般拥有几座乃至十几座35kV级的总降压站,几十座6~10kV级的高压配电室,分布范围较广,有的变电站离开总调有十几km之远。因此,各变电站的电量参数(电压、电流、相位、功率因数等)的准确、可靠传送,对总调及时决策、对提高供电质量和确保电力运行安全尤为重要。这里,我们采用单片微型计算机控制调制解调器进行远程实时数据传送,获得了满意的效果。 2 硬件系统设计  系统网络图如图1所示。本系统的上位机采用PII微机,通过MODEM←→交换网←→MODEM与作为下位机的单片机系统相连接。电力传感器采集的数据信号输入单片机系统,经软件程序处理后由异
[单片机]
基于<font color='red'>单片机</font>8251和MODEM<font color='red'>设计</font>的远程通信系统
以C8051F020单片机为控制核心的人机交互系统设计
在现代各类仪器的开发中,人机交互功能正起着无可替代的作用。人机交互界面友好的仪器将更容易操作和使用,从而提高工作效率。液晶显示器(LCD)具有功耗低、价格低、寿命长、接口控制方便等特点,在科研与设计领域正发挥着越来越大的作用。FPGA 作为单片机外设的接口芯片,可以大大简化接口电路,通过对FPGA 进行编程,可以实现常用的译码、地址选通等功能。 本文以C8051F020 单片机与FPGA 互连系统为控制核心,以液晶显示控制器T6963C 为例,结合行扫描键盘,简述了一种人机交互功能的设计。 1 系统设计方案: FPGA 可在很大程度上扩展单片机的资源,然而人机交互功能仍应尽量减少对单片机及FPGA 的资源消耗, 以便将更多
[单片机]
以C8051F020<font color='red'>单片机</font>为控制核心的人机交互系统<font color='red'>设计</font>
小广播
添点儿料...
无论热点新闻、行业分析、技术干货……
设计资源 培训 开发板 精华推荐

最新单片机文章
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved