pc微机与单片机远程通信接口的设计

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1、PC微机与单片机远程通信接口的设计摘要：本文对RS-232及RS-485两种串行通信标准进行了对比分析，并选用RS-485串行标准作远程通信方式，以MAX485芯片为通信接口，设计了PC微机与单片机远程通信的接口电路，同时对微机与单片机RS-485的串口通信工作原理做了简要的论述，给出了微机与单片机实现串行通信的程序设计框图及应用方法。关键词：单片机；微机；串行接口；RS-232标准；RS-485标准1引言随着微型计算机技术的发展和应用的普及，在现代工业自动化系统、智能仪器仪表及国防尖端科技领域中，处处可见PC微机与单片机的联结应用。单片机又称微控制器，由于其体积小、成本低、结构简单、

2、设计应用方便、易扩展、抗干扰及在各种环境下适应能力强等特点，常用在工业控制或测量现场采集各种数据和信息，因而被称之为工业自动化系统中的前端处理器或称之为下位机。单片机(下位机)既是一个控制器也是一个处理器，它接收称之为上位机的PC微机下达的命令，对现场进行相关的控制，同时又可对采集的数据进行简单的数据处理后送到微机(上位机)。利用微机强大数据处理能力及友好的人机界面，将来自单片机(下位机)的信息和数据，经处理后在微机界面上显示出来。同时向单片机(下位机)下达命令，通过微机(上位机)对单片机(下位机)的控制，从而达到对现场的控制。2通信方式的选择微机(上位机)与单片机(下位机)有许多种通

3、信方式，即串行通信、并行通信、USB接口通信、I2C及CAN总线等，在这许多通信方式中，各有其优点和不足，这里选择一种通信距离远、结构简单、易以实现的通信方式，经比较选择串行通信方式。串行通信常采用RS-232标准或RS-485标准两种，而单片机与微机之间通信以RS-232标准最为常见，且微机对外的两个串行接口1、2均是专门为RS-232标准通信而设的。然而，虽然RS-232标准的通信方式比较方便，但是仅能实现短距离通信(仅为1Om左右)，若要实现远距离通信，还有赖于调制解调器或其它的方式，同时RS-232标准通信口对地是共摸信号传输方式，对各种电器的干扰大多也是对地共摸方式，虽然其传

4、输电平提高到-15V～+15V，但是抗干扰能力仍不理想。若采用RS-485标准进行通信具有以下特点：它可以实现多点通信方式，且通信距离比RS-232标准要远得多，可以做到数百米甚至千米以上，甚至可以建立一个小范围的局域X。RS-485标准采用差模信号传输方式，与地电平关系不大，它的抗干扰能力比RS-232标准强得多，即使信号电压较小的情况下也能获得稳定的传输。因此，若想完成单片机与微机的远程通信，应采用的串行通信方式应为RS-485标准通信方式。3PC微机与单片机的通信接口电路设计微机与单片机采用RS-485标准通信，而PC微机的标准串行口是RS-232标准，单片机的串行口输出的又是T

5、TL电平(即+5V为“1”，0V为“0”)，它们的工作方式及控制机理也有差别。所以双方均需将通信逻辑电平转换成RS-485通信标准，利用微机RS-232标准的1、2串行接口来实现RS-485标准通信，还需要有电平的转换电路。PC微机(上位机)与单片机(下位机)的RS-485标准远距离通信原理如图1所示。在系统的硬件电路设计中，TTL与RS-485的逻辑转换电路采用的是半双工的MAX485芯片，MAX485芯片各管脚的功能、作用及工作原理在此不再叙述，请参考有关资料。电平转换电路采用了常用的芯片MAX203E，MAX203E芯片的优点是外围无需接任何元器件便能正常工作，它能将RS-232

6、标准的电平转换成TTL电平，同时也能将TTL的电平转换成为RS-232标准的电平。单片机采用运用广泛的51系列单片机。图1微机与单片机RS-485远距离通信原理图PC微机与单片机的RS-485标准远距离通信工作原理为：单片机将收集到的数据以TTL电平的数据信号送入到RS-485（Ⅱ）中，而RS-485（Ⅱ）将TTL电平的数据转换成差模信号送出，经RS-485传输线送到RS-485（Ⅰ）中，RS-485（Ⅰ）将差模信号转换成共模信号输出，并通过电平转换送到微机的串行接口中，并在微机显示器中显示出数据来。同理，微机发出的命令并通过串行口输出一串共模信号指令，经电平转换后到RS-485（Ⅰ）

7、中，RS-485（Ⅰ）将输入的TTL电平的共模信号转换成差模信号输出，并通过RS-485传输线送到RS-485（Ⅱ），经RS-485（Ⅱ）将差模信号转换成TTL电平的数据信号送到单片机中，由单片机去完成各种控制命令，这样就完成了微机串口与单片机的远程通信任务。4串行通信程序设计串行通信程序设计分为上位机和下位机两个部分说明。4.1下位机串行通信程序设计下位机即单片机的通信程序，单片机为51系列单片机，因此可采用汇编语言或C51编程，其设计单片机