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利用RS-485通讯协议实现PC机与单片机的多点通讯

作者:时间:2012-02-09来源:网络收藏

随着数据采集系统的广泛应用,通常由构成的应用系统,如仪器仪表、智能设备等,都需要与机之间交换数据,机之间的功能,以充分发挥之间的功能互补,资源共享的优势。以往常用的RS-232在很大程度上已不能满足设计的要求,如传输速率慢,传输距离短,传输信号易受外界的干扰等缺点。本文介绍一种性能优越的RS-485接口芯片,以及如何此芯片与PC机之间的远程,并讨论将其功能进行扩充, PC机管理单片机阵列的功能。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/172144.htm

1 RS-485简介及MAX485芯片介绍

由于RS-232的种种缺点,新的串行接口标准RS-449被制定出来,与之相对应的是RS-485的电气标准。RS-485是美国电气工业联合会 (EIA)制定的平衡双绞线作传输线的多点通讯标准。它采用差分信号进行传输;最大传输距离可以达到1.2 km;最大可连接32个驱动器和收发器;接收器最小灵敏度可达±200 mV;最大传输速率可达2.5 Mb/s。由此可见,RS-485正是针对远距离、高灵敏度、多点通讯制定的标准。

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MAX485接口芯片是Maxim公司的一种RS-485芯片。

采用单一电源+5 V工作,额定电流为300 μA,采用半双工通讯方式。它完成将TTL电平转换为RS-485电平的功能。其引脚结构图如图1所示。从图中可以看出,MAX485芯片的结构和引脚都非常简单,内部含有一个驱动器和接收器。RO和DI端分别为接收器的输出和驱动器的输入端,与单片机连接时只需分别与单片机的RXD和TXD相连即可;/RE和DE端分别为接收和发送的使能端,当/RE为逻辑0时,器件处于接收状态;当DE为逻辑1时,器件处于发送状态,因为MAX485工作在半双工状态,所以只需用单片机的一个管脚控制这两个引脚即可;A端和B端分别为接收和发送的差分信号端,当A引脚的电平高于B时,代表发送的数据为1;当A的电平低于B端时,代表发送的数据为0。在与单片机连接时接线非常简单。只需要一个信号控制MAX485的接收和发送即可。同时将A和B端之间加匹配电阻,一般可选100Ω的电阻。

2用PC机实现与8031单片机的多点通讯

用8031单片机实现与PC机之间的通讯时,必须使用电平转换接口芯片,因为单片机输出的是TTL电平,必须经过电平转换才能和PC机的一致。本文中采用的是RS-485协议,所以单片机需要采用RS-485接口;而在PC机侧使用的是RS-232与RS-485的电平转换接口。在本文中采用的是武汉新特电子公司的电平转换接口,该接口使用简便、无需外加电源、数据传输速率最高可达10 Mb/s,而且不用任何软件初始化和修改。另外实现多点通讯还需要了解器件的驱动能力,当器件的驱动能力足够大时,我们就可以根据需要加入所需要的节点。

本文中所举的例子就是一台PC控制64块单片机的工作,采用多点通讯形式。通过发送控制字和工作方式字给相应的单片机,使其进行相应的操作。单片机在接收到数据后,进行数据的采集工作,等到PC机再发指令,将采集到的数据反馈给PC机,PC机对数据进行分析和计算。
 

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PC机的程序可以采用Windows下任何一种面向对象的高级语言来编写,它比在DOS下的利用串口中断的方式进行更加简便,应用程序将控制权交向串口的驱动程序,接收和发送的中断完全由串口驱动程序来控制,减轻了编写过程中的很多麻烦。本程序中选用的是Delphi的串口通讯控件Spcomm来实现。参数的设置可以自动完成。单片机采用中断工作方式,用汇编语言编写,通讯波特率为12 kb/s,由于要和PC机进行通讯,选用110592 MHz的晶振,保证和PC机的波特率完全一致,避免由于波特率不同引起的收发错误。为了配合多机工作方式,选用工作方式3。单片机的通讯流程图如图3所示。

下面给出用Delphi编制的通讯程序和单片机的接收和发送程序。

37.jpg

38.jpg

39.jpg

单片机初始化子程序:

40.jpg

单片机接收子程序:
REPT:CLRRI
MOVA,SBUF
MOV@R0,A
RET

在程序编写过程中,为了保证接收和发送数据的正确性,我们加入了CRC校验程序,另外PC机发送给单片机的是ASCII码形式的数据,同样需要经过简单的变换,在此均作了省略。ダ用RS-485协议进行串行通讯,可以保证快速、稳定远距离地传输数据。在目前以及以后的工业控制和其他方面必将得到越来越多的应用。

参考文献
1武自芳, 虞鹤松.微机控制系统及其应用蔽靼玻 西安交通大学出版社,1998
2Maxim的产品资料
3李朝青编著. PC机及单片机数据通信技术.北京:北京航空航天大学出版社, 1999

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