基于單片機的SRS232/RS485轉換器設計方案
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目前大多數的分布式現場總線通信系統通常都使用PC機（或工控機）作為主機對各個現場設備進行集中控制和數據傳輸。PC機只有標準的RS232接口，而RS232總線和RS485總線的接口電平不兼容，要實現PC機和RS485總線構成的通信網絡的連接就必須進行RS232和RS485之間的電平轉換。因此，進行RS232/RS485轉換器的設計就顯得很有必要。
采用單片機進行RS232/RS485轉換器的設計是比較常用的一種方法。傳統的基于單片機設計的RS232/RS485轉換器存在著以下不足之處：
（1）采用的單片機和外圍器件個數較多，給設計帶來不便，也不利于降低成本，減小體積；
（2）設置不靈活，不能改變波特率和通信方式，或者更改參數不方便，使通用性受限。
鑒于以上不足，本文采用宏晶科技公司生產的增強型51單片機STC11F02E為核心設計了一款RS232/RS485轉換器來彌補這些缺陷，降低了成本，減小了體積，同時能夠方便地進行波特率和通信方式的設置，增強了其通用性；而且單片機的可編程方式也方便了轉換器的功能擴展，靈活性大大增強。
轉換器的總體結構概述
轉換器主要由三部分組成，分別為：RS232電平轉TTL電平模塊、RS485電平轉TTL電平模塊和單片機主控制模塊。轉換器的總體結構框圖如圖1所示。
圖1 轉換器總體結構框圖
RS232電平轉TTL電平模塊用來實現RS232總線和單片機之間的連接，RS485電平轉TTL電平模塊用來實現RS485總線和單片機之間的連接，而單片機主控制模塊起到一個過渡連接的作用，用于協調和控制RS232總線和RS485總線之間的數據傳輸。
下面詳細闡述這3個模塊的具體硬件電路設計。
轉換器的硬件電路設計
RS232電平轉TTL電平模塊的電路設計
這里采用Maxim公司生產的MAX232電平轉換芯片設計RS232和單片機的電平轉換接口電路。
MAX232芯片只需用5V的單電源供電，外加4個電容，就可實現RS232電平和TTL電平之間的轉換，可直接驅動RS232總線進行數據傳輸，使用十分方便。采用該芯片可以很容易地實現單片機和RS232總線之間的連接，其最高傳輸速率可達120kbps。
該模塊的具體電路設計圖如圖2所示。
圖2 RS232電平轉TTL電平電路
RS485電平轉TTL電平模塊的電路設計
該模塊的電路采用Maxim公司生產的RS485接口芯片MAX483E進行設計。
MAX483E芯片是一款用于RS485和RS422通信的低功耗總線收發器，具有±15kV靜電放電沖擊保護和限擺率驅動特性，減小了電磁干擾和終端電纜反射，允許高達250kbps速率的無差錯數據傳輸。該芯片只需用5V的單電源電壓供電即可正常工作，而且在一條總線上最多可以連接32個負載。利用該芯片可以極大地簡化單片機和RS485總線的接口電路設計。
該模塊的具體電路設計圖如圖3所示。
圖3 RS485電平轉TTL電平電路
單片機主控制模塊的電路設計
該模塊是轉換器的核心模塊，轉換器的主要功能就是通過該模塊來實現的。整個電路設計也非常簡單，只需一片增強型的51單片機STC11F02E外加一些基本的外圍電路（包括外部晶體振蕩器電路和復位電路）即可完成設計。
STC11F02E單片機為增強型的8051內核，具有2KB的片內Flash程序存儲器、2KB的EEPROM存儲器和256KB的片內SRAM數據存儲器。這款單片機的UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用異步收發器）模塊的最大特點就是通過配置特殊功能寄存器AUXR1中的第7位UART_P1的狀態可以使UART模塊的兩個引腳（RXD、TXD）接到P3端口的P3.0、P3.1引腳，或者接到P1端口的P1.6、P1.7引腳，從而可以充當兩個串口使用。這里主要利用該功能來設計RS232/RS485轉換器。
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