《串行通信的硬件設計和實現(xiàn)通信工程專業(yè)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《串行通信的硬件設計和實現(xiàn)通信工程專業(yè)（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、1 引 言在紅外成像技術的電力設備狀態(tài)檢測系統(tǒng)中，基于AT89C51單片機的應用系統(tǒng)，采用美國雷態(tài)公司的型號為3iLRL3的非接觸式紅外測溫儀該測溫儀采用的是RS232C串行通信標準接口，該接口在很多通信設備中通用，目前與PC機的直接串行通信也是RS 232C接口。盡管RS232C性能指標并非很好，但還是有廣泛的市場支持。串行通信技術在測控系統(tǒng)中占有很重要的地位，只用三根線就可以方便的在2個數(shù)字設備之間進行信息的交換，實現(xiàn)全雙工的傳送數(shù)據(jù)，硬件成本低而且通用性好。2 串行通信的硬件設計在所開發(fā)的系統(tǒng)中紅外測溫儀將檢測電力沒備的工作和環(huán)境溫度，通過RS 232C串口傳給單片機，同時由單片機控制檢

2、測裝置的在線工作組態(tài)，紅外檢測裝置的工作組態(tài)的制訂和選擇是由上位PC機來完成的，這樣，以單片機為核心組成的控制電路是數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)站，上位PC機下傳紅外測溫儀的在線工作組態(tài)上傳紅外測溫儀的檢測的電力設備的在線工作溫度以診斷電力設備的工作狀態(tài)。在這里單片機與PC機的串行通信接口還是RS 232C的標準通信。AT89C51單片機僅有一個串口，這就要解決另一個串口外擴問題，系統(tǒng)利用的通用串行通信接口芯片8251A來擴展。該系統(tǒng)的串行通信的硬件電路如圖1所示。RS-232是EIA(Electronics Industries Association)電平信號電平采用負邏輯，邏輯1=一12V，邏輯0=+12

3、 V。這與單片機的TTL信號電平不兼容，所以RS232C與89C51單片機的串口RXD(串行接收口)和TXD(串行發(fā)送口)不能直接連接，需要跨接一個轉(zhuǎn)換器在RS232C與TTL電路之間進行電平轉(zhuǎn)換。市場上電平轉(zhuǎn)換的芯片很多，如早期廣泛使用MCl488和MCl489，MC1488是接收TTL電平輸出RS 232C電平MC1489是接收RS 232C電平，輸出TTL電平，該電平轉(zhuǎn)換接口的不便之處是需要12 V工作電壓，并且功耗較大不適用于低功耗的系統(tǒng)。所以系統(tǒng)利用了MAXIM公司生產(chǎn)的MAX232實現(xiàn)2種電平之間的轉(zhuǎn)換其主要優(yōu)點有：芯片內(nèi)部有一個電壓轉(zhuǎn)換器，可以把輸入的+5 V工作電壓轉(zhuǎn)換為RS

4、232C接口所需的l 2 V電壓；同時可以實現(xiàn)2路2種電平的雙向轉(zhuǎn)換在該系統(tǒng)中可代替2片MCl488和2片MCl489，外接1個5 V的電源，而不需像MCl488和MCl489那樣外接12 V電源，所以電路簡單，提高性能。在系統(tǒng)中，紅外測溫儀與PC機2個串行口，而89C51只有1個串口，利用可編程通用串行接口芯片8251A實現(xiàn)與上位Pc機通信，由于8251A串口芯片的片選端CS接到74LS138譯碼器的Y2因此8251A的口地址為OA000H，RXCLK和TXCLK接收和發(fā)送時鐘都連接51的T1口，利用T1作為波特率發(fā)生器1。3 軟件設計紅外測溫儀的串口通過MAX232直接與89C15連接，所

5、以紅外掃描傳感頭按給定的掃描策略掃描電力設備，讀入溫度掃描信號，做最大值、最小值、平均值及異常剔除處理，單片機記錄掃描時間和溫度值，等待PC機命令向PC機發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)流程如圖2所示。紅外傳感器通過Pc機下傳的在線工作組態(tài)控制檢測電力設備的狀態(tài)，其接收數(shù)據(jù)的流程如圖3所示。單片機與PC機之間的串行通信通過825lA，所以在通信程序中首先對825lA進行初始化編程，設置串口通信方式，確定通信協(xié)議。這些是通信程序設計的關鍵點。(1)串口的工作方式設置通過對單片機的串口控制寄存器(SCON)的設置來完成，由于采用一幀11位的數(shù)據(jù)格式，所以89C51的串口的工作方式只能設置成方式2和方式3，數(shù)據(jù)傳

6、輸?shù)牟ㄌ芈视卸〞r器控制，本系統(tǒng)采用方式3，單片機的串行接收的l幀數(shù)據(jù)中，奇偶校驗位由SCON的TB8和RB8(第9位數(shù)據(jù))來完成校驗功能。(2)串口波特率的設定通過此公式的計算可以進一步驗證在設計系統(tǒng)選用的晶振的頻率為110592 MHz時計算出來的T1初值沒有誤差。(3)握手信號的規(guī)定請求信號定為FFH、應答信號定為FEH、錯誤信號定為FDH、結束信號定為FCH。(4)數(shù)據(jù)傳送方式利用RS 232C的2根傳輸線實現(xiàn)全雙工的發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。(5)通信方式異步通信方式，以字為單位傳送數(shù)據(jù)，由于發(fā)送與接收雙方使用各自的時鐘，所以在異步通信中嚴格規(guī)定數(shù)據(jù)幀的格式。(6)數(shù)據(jù)幀的格式一幀數(shù)據(jù)為11位，

7、包括起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶檢驗位、停止位，數(shù)據(jù)格式如下2：所以8251A初始化方式控制字為7DH。PC機采用Visual basic編程，VB支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O計，具有結構化的事件驅(qū)動編程模式并可以使用無限擴增的控件，而且可以十分簡便地做出良好的人機界面。在標準的串口通信方面，VB提供了具有強大的通信控件MSCOMM，文件名為MSCOMMVBX。該控件可設置串行 通信的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，對串口狀態(tài)及串行通信的信息格式和協(xié)議進行設置。在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的過程中觸發(fā)onComm事件，通過編程訪問CommEvent屬性了解通信事件的類型，分別各自的處理。VB串行初始化通信軟件如下3：4 結 語串行通信技術目前在很多測控系統(tǒng)中廣泛被使用，而且遠距離的通信使用的更為突出，本系統(tǒng)的RS 232C只是用于近距離的通信，在改進的系統(tǒng)中使用RS 485可以擴大傳輸距離，并是系統(tǒng)穩(wěn)定性增強。