基于AT90S2343的串口智能轉換器

輸出電壓VOUT降低時，三極管T1的基極電流IEB減小，LB端的取樣電壓UR1（βIEB×R1×）減小，當LB的取樣電壓（UR1）＜片內基準電壓時，控制信號以最高調制頻率的來控制功率驅動管的開通與截止，當功率驅動管導通時，LX等于－12V，二極管D4處于截止狀態，電流經電感L流向LX，此時電感L儲存能量。當功率驅動管截止時，電感L釋放能量，反電動勢產生的電流經二極管D4向電容C4充電，從而使輸出電壓VOUT升高。
輸出電壓VOUT升高時，三極管T1的基極電流IEB增大，LB端的取樣電壓UR1（βIEB×R1×）增大，當LB的取樣電壓（UR1）≥片內基準電壓時，控制信號控制功率驅動管在一個完整調制的周期內處于截止狀態，由負載消耗使輸出電壓VOUT下降。

通過以上的脈沖調頻方式的自舉升壓調節，使輸出電壓穩定在＋5V。

輸出電壓由下式確定：

VOUT＝Vw1+Veb+Ib×R2≈Vw1+Veb ≈ 5 V

2.2 單片機智能控制工作原理

RS485通訊方式是軟件通過收、發使能信號來控制數據的分時接收與發送，使用同一對差分通訊總線實現雙向數據通訊的半雙工通訊方式，而RS232通訊接口不能提供這樣的使能控制信號。但可以通過單片機對主機PC-TXD信號的監測，準確計算出傳送一幀數據的時間，智能產生收、發使能信號控制數據的分時接收與發送，實現數據的半雙工通訊。以AT90S2343低功耗單片機為核心的串行口智能轉換器的具體電路如圖3所示。

單片機對傳送一幀數據的時間的識別方法如下：當單片機監測到主機發送數據的起始位時，開始測量PC－TXD信號的每個脈沖的脈沖寬度，計算出對應的波特率，若均屬于通用波特率集合，它們中的最高波特率即是通訊波特率。否則，該脈沖寬度是發送兩幀數據的間隔時間，電平負躍變的時刻是起始位的開始時刻，開始重新測量每個脈沖的脈沖寬度。當通訊波特率確定后，檢測第十位的電平狀態，若是低電平，則可確定是11位通訊方式。否則是10位通訊方式。由通訊波特率和通訊方式計算出傳送一幀數據的時間。

圖3 串行口智能轉換器原理圖

通訊接口接收、發送數據的智能控制過程如下：每當監測到主機發送數據的起始位時，單片機輸出收、發使能信號（RE=1、DE=1），控制收、發電路禁止接收、允許發送數據，主機數據發送到RS485通訊總線上，同時定時器開始計時。當計時時間等于發送一幀數據的時間時，單片機輸出收、發使能信號（RE=0、DE=0），控制收、發電路允許接收、禁止發送數據。此時，主機可以接收RS485通訊總線上的從機數據。當單片機又監測到主機發送數據的起始位時，重復上述的發送過程。

在通訊過程中，波特率測量和收、發數據智能控制必須同步進行，否則就會造成通訊數據的丟失。

為適應高速通訊的要求，電路中采用美國Atmel 公司的AT90SL2343單片機。它是目前最新的單片機系列之一，其突出特點是執行速度高，片內硬件資源豐富。使用CPU內部的電源監測和可編程看門狗定時器，使電路具有較強的抗干擾能力。