采用C8051F020的RS485串行通信電路設計

目前，有多種接口標準可用于串行通信，包括RS232、RS422、RS485等。RS232是最早的串行接口標準，在短距離、較低波特率串行通信中得到了廣泛應用。但是，RS232 通信存在著傳輸速度慢、傳輸距離短、信號容易受到干擾等不足，其應用局限性已日益突出。而RS485 通信采用差分方式來消除噪聲，即信號在發送前會分解為正負2 條線路，當到達接收端時將信號相減，使噪聲相互抵消，還原成原來的信號，這種方式對共模干擾抑制能力較強，已廣泛應用于工業控制等領域。

　　要實現單片機與計算機之間的RS485通信，一般可以采用2 種方法：一種方法是在單片機與計算機兩端分別采用RS232與RS485 電平轉換裝置；另一種方法是采用RS485通信卡，并將其插在計算機主板上。采用前一種方法的優點是硬件裝置安裝簡便，軟件編程相對簡單；缺點是通信速率被限制在20 kb/s以內。第二種方法的優點是通信距離較遠，速率較高，可達10 Mb/s;缺點是需要安裝通訊卡和驅動程序，并進行必要的設置。本文采用第二種方法。

　　電路設計

　　采用UART 串行總線進行通信，因為UART 是一種廣泛應用于遠距離、低速率、低成本通信的串行傳輸接口，由于其具有數據線少的特點，在數字系統設計中得到了大量應用。基本的UART 通信只需要兩根數據線（RXD、TXD）即可完成數據的相互通信，接收和發送都是全雙工形式，其中RXD 是接收端，TXD 是發送端。

　　C8051F020單片機有2 個UART（UART0 和UARTl），以UART0 為例，它的TxD 和RXD 分別與數字I/0 引腳PO.O 和PO.1 復用，通過交叉開關配置寄存器進行選擇。由于MAX485工作在半雙工狀態，它與單片機連接時的接線比較簡單，只需要用單片機某一個引腳（如PO.2）來控制RE 和DE 這2 個引腳。PCL-846B 通信卡有4 個通道，選擇通道1 與單片機進行通信，另外將通道2 和通道4 進行連接，以自發自收的方式實現通信卡的自檢。單片機與外部電路的連接關系如圖2 所示。

　　在使用RS485通信卡進行通信時，當信號傳遞到通信線路兩端時，如果阻抗不匹配，可能會產生信號反射問題。信號反射會造成信號的失真和變形，從而導致通信錯誤。其解決方法就是在通信線路的兩端各連接一個終端匹配電阻，保證阻抗匹配。當通信距離較短， 一般在小于300 m 時，可不使用終端電阻。當通信距離大于300 m 時，應當使用終端電阻，其阻值必須與通信線路的線性阻抗相同。電阻值一般選取120 Ω左右，當通信距離較長時，可以選用300 Ω。