PC機(jī)與單片機(jī)串行通信的硬件設(shè)計(jì)

RS422每個(gè)通道用兩條信號(hào)線，一條為邏輯1，一條為邏輯0。RS422A電路由發(fā)送器，接收器，平衡連接電纜，電纜終端負(fù)載，接收器等部分組成，通常采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式。

該標(biāo)準(zhǔn)允許驅(qū)動(dòng)器輸出為目前RS422A與TTL的電平轉(zhuǎn)換常用芯片是驅(qū)動(dòng)器SN75174和接收器SN75175。該標(biāo)準(zhǔn)允許驅(qū)動(dòng)器輸出為土2～土6V，接收器可以檢測(cè)到的輸入信息電平可低到200mA。采用光隔離的RS422標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)8098與PC機(jī)的遠(yuǎn)程通信的通訊接口電路如圖4所示。

(2)20mA電流環(huán)路串行接口

20mA電流環(huán)是目前遠(yuǎn)程通訊廣泛使用的另一種接口。其原理如圖5所示，發(fā)送正和負(fù)，接受正或負(fù)4根線組成一個(gè)輸入回路和一個(gè)輸出回路。由于20mA電流環(huán)是一種異步串行接口標(biāo)準(zhǔn)，所以每次發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)必須以無電流的起始作為字符的起始位，接收端檢測(cè)到起始位便開始接收數(shù)據(jù)。

電流環(huán)路串行接口的優(yōu)點(diǎn)是低阻抗傳輸線對(duì)電氣噪聲不敏感，以實(shí)現(xiàn)光電隔離，有利于長(zhǎng)距離傳輸。圖6為一個(gè)帶光電隔離的20mA電流環(huán)接口線路圖。發(fā)送端將TTL電子轉(zhuǎn)為環(huán)路電流信號(hào)，在接收端又轉(zhuǎn)換成TTL電子。

(3)Modem實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信

盡管RS232總線標(biāo)準(zhǔn)無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)字通訊，但由于電話網(wǎng)絡(luò)的普及，利用Modem和現(xiàn)有電話線實(shí)現(xiàn)PC機(jī)和單片機(jī)的遠(yuǎn)程雙向通訊也是工業(yè)控制系統(tǒng)中廣泛采用的一種方法?；驹砜驁D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(jì)算機(jī)RS232口相連接。如果單片機(jī)串行口直接與Modem接口，由于沒有握手信號(hào)，只能保證單個(gè)字節(jié)傳輸?shù)恼_，對(duì)大量數(shù)據(jù)的傳輸將導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，這點(diǎn)可通過軟件處理來避免;如果采用單片機(jī)的I/O口與Modem握手，將占用單片機(jī)I/O口資源。因此一般采用前一種方法實(shí)現(xiàn)對(duì)Modem接口。

本文僅以Modem芯片MSM7512B為例，闡述一下接口電路的設(shè)計(jì)。由于PC機(jī)與Modem芯片的接口已非常普及，現(xiàn)僅將8098和MSM7512B的接口電路畫出。如圖8所示。

MSM7512B主要由調(diào)制器、解調(diào)器、接口控制邏輯組成。AI是解調(diào)器的輸入端;AO是調(diào)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(shí)，計(jì)算機(jī)首先檢測(cè)CD端。若為高電子，表明Modem處于等待與上位機(jī)通信狀態(tài);若其為低電平，則標(biāo)明Modem已和上位機(jī)建立數(shù)據(jù)通道。而要想使Modem發(fā)送數(shù)據(jù)，應(yīng)置RS腳為低電平。單片機(jī)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)就是對(duì)串行通信口寫和讀，可采用中斷或查詢方式工作。

3 結(jié) 語

上述幾例是工業(yè)控制系統(tǒng)中比較實(shí)用的串行通信接口電路設(shè)計(jì)，在具體的控制系統(tǒng)中可根據(jù)要求編制相應(yīng)的軟件程序來實(shí)現(xiàn)近程或遠(yuǎn)程的PC機(jī)與單片機(jī)串行通信。