RS232+RS485實現通訊實驗板

1 引言

　　計算機控制系統中經常采用多機系統進行通信，在由PC機和單片機構成的分布式控制系統中，往往以PC機為上位機完成較為復雜的數據處理和對前沿機的監督管理，以及對下位機進行多機協調，本文介紹一種將 RS232，RS485，及紅外接口集成在一起的PC機--單片機多功能通訊實驗板，用于實現PC機與單片機間的串口通信、紅外通信及PC機與PC機間的通訊實驗。

　　2 實驗板的組成原理與設計

　　2.1 串行通信

　　串行通信是指通信的發送方和接收方之間數據信息的傳輸是在單根數據線，以每次一個二進制位移動的，他的優點是只需一對傳輸線進行傳送信息，因此其成本低，適用于遠距離通信，他的缺點是傳送速度低，串行通信有異步通行和同步通信兩種基本通信方式，同步通信適用于傳送速度高的情況，其硬件復雜，而異步通信應用于傳送速度在50-19200波特之間，是比較常用的傳送方式，在異步通信中，數據是一幀一幀傳送的，每一串行幀的數據格式由1位起始位，5-8位的數據位，1位的奇偶校驗位(可省略)和1位停止位4部分組成，在串行通信前，發送方和接收方要約定具體的數據格式和波特率(通信協議)。

　　2.2 AT89C51微控制器

　　AT89C51單片機系統具有設計簡單、性能可靠、功耗低等優點，它為用戶預留下足夠的軟硬件資源，可供用戶進行再開發應用，該系統除內部已有的 4K FLASH存儲器外，還可以擴展選址64K ROM區和64K RAM區，供用戶使用，用戶在系統開發時，可以將自己的數據塊和程序段、數據表，以若干控制子程序、數據塊形式存放于AT89C51單片機的擴展ROM或 RAM區中，以便系統工作時重復使用和反復調用。

　　2.3 RS232C通信接口

　　RS232C是一種電壓型總線標準，可用于設計計算機接口與終端或外設之間的連接，以不同的極性的電壓表示邏輯值。-3～-25V表示邏輯1。+3～+25V表示邏輯0。其電平與TTL和CMOS電平是不同的，所以在通信時必須進行電平轉換。

　　2.4 MAX232芯片

　　MAXIM公司的MAX232/MAX232A接收/發送器是MAXIM公司特別為滿足EIA/TEA2232E的標準而設計的，他們在 EIA/TIA2232E標準串行通信接口中日益得到廣泛的應用，他們具有功耗低、工作電源為單電源、外接電容僅為0.1μF或1μF，采用雙列直插封裝形式、接收器輸出為三態TTL/CMOS等優越性，為雙組RS 232接收發送器，工作電源為+5V，波特率高，僅需外接0.1μF或1μF的電容，其價格低，可在一般需要串行通信的系統中使用，MAX232外圍需要 4個電解電容，是內部電源轉換所需電容，其取值均為1μF/25V宜選用鉭電容并且應盡量靠近芯片。如圖1所示。

　　2.5 紅外發送、接收電路

　　紅外通訊以紅外線作為通訊載體，通過紅外光在空中的傳播來傳輸數據，他由紅外發射器和紅外接收器來完成，在發射端，發送的數字信號經過適當的調制編碼后，送入電光變換電路，經紅外發射管轉變為紅外脈沖發射到空中;在接收端，紅外接收器對接收到的紅外光脈沖進行光電變換，解調譯碼后恢復出原信號。

　　紅外發送電路中采用的紅外發射器件是塑封的TSAL6200紅外發射二極管，他將周期的電信號轉變成一定頻率的紅外光信號，他是一種時斷時續的高頻紅外脈沖信號，但脈沖串時間長度是恒定的，根據脈沖串之間的間隔大小，表示傳輸的是數據0還是 1。紅外接收器對接收到的紅外光脈沖進行光電變換，解調譯碼后恢復出原信號。紅外載波為頻率38KHz的方波，采用脈寬調制PWM方式發送，通過待發送二進制數據的0或1控制兩個脈沖串之間的時間間隔，即PWM的占空比。

　　紅外載波可以使用單片機內部的定時器的PWM功能實現，也可以通過外圍硬件電路實現，紅外接收采用HS0038B紅外接收器，當接收收到38KHz的載波信號時，HS0038B接收器會輸出低電平，否則輸出高電平，從而可以將時斷時續的紅外光信號解調成一定周期的連續方波信號，經單片機處理，便可以恢復出原數據信號。