PC機與單片機串行通信的硬件設計

RS422每個通道用兩條信號線，一條為邏輯1，一條為邏輯0。RS422A電路由發送器，接收器，平衡連接電纜，電纜終端負載，接收器等部分組成，通常采用點對點通信方式。

該標準允許驅動器輸出為目前RS422A與TTL的電平轉換常用芯片是驅動器SN75174和接收器SN75175。該標準允許驅動器輸出為土2～土6V，接收器可以檢測到的輸入信息電平可低到200mA。采用光隔離的RS422標準來實現8098與PC機的遠程通信的通訊接口電路如圖4所示。

(2)20mA電流環路串行接口

20mA電流環是目前遠程通訊廣泛使用的另一種接口。其原理如圖5所示，發送正和負，接受正或負4根線組成一個輸入回路和一個輸出回路。由于20mA電流環是一種異步串行接口標準，所以每次發送數據時必須以無電流的起始作為字符的起始位，接收端檢測到起始位便開始接收數據。

電流環路串行接口的優點是低阻抗傳輸線對電氣噪聲不敏感，以實現光電隔離，有利于長距離傳輸。圖6為一個帶光電隔離的20mA電流環接口線路圖。發送端將TTL電子轉為環路電流信號，在接收端又轉換成TTL電子。

(3)Modem實現遠程通信

盡管RS232總線標準無法實現遠程數字通訊，但由于電話網絡的普及，利用Modem和現有電話線實現PC機和單片機的遠程雙向通訊也是工業控制系統中廣泛采用的一種方法。基本原理框圖如圖7所示。

通常外置式Modem具有RS232接口，通過DB-9插頭可與計算機RS232口相連接。如果單片機串行口直接與Modem接口，由于沒有握手信號，只能保證單個字節傳輸的正確，對大量數據的傳輸將導致數據丟失，這點可通過軟件處理來避免;如果采用單片機的I/O口與Modem握手，將占用單片機I/O口資源。因此一般采用前一種方法實現對Modem接口。

本文僅以Modem芯片MSM7512B為例，闡述一下接口電路的設計。由于PC機與Modem芯片的接口已非常普及，現僅將8098和MSM7512B的接口電路畫出。如圖8所示。

MSM7512B主要由調制器、解調器、接口控制邏輯組成。AI是解調器的輸入端;AO是調制器輸出端。通過控制MODl，MOD2可使MSM7512B工作在4種不同的工作方式。在工作時，計算機首先檢測CD端。若為高電子，表明Modem處于等待與上位機通信狀態;若其為低電平，則標明Modem已和上位機建立數據通道。而要想使Modem發送數據，應置RS腳為低電平。單片機發送和接收數據就是對串行通信口寫和讀，可采用中斷或查詢方式工作。

3 結 語

上述幾例是工業控制系統中比較實用的串行通信接口電路設計，在具體的控制系統中可根據要求編制相應的軟件程序來實現近程或遠程的PC機與單片機串行通信。