电子技术综合设计教程 教学课件 作者袁小平 第9章.ppt

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1、第9章电子系统设计中的常用接口技术本章重点：单片机系统中的红外通信接口RS-485接口芯片介绍及应用中的有关问题PC和多单片机通信的一种方法PC与单片机MCS-51的通信19.1单片机系统中的红外通信接口9.1.1红外通信的基本原理在许多基于单片机的应用系统中，系统需要实现遥控功能，而红外通信则是被采用较多的一种方法。一般市场上的摇控器协议简单、保密性不强、抗干扰能力较弱。这里介绍一种基于字节传输的红外遥控系统，可以适合于各种复杂的应用场合。红外通信的基本原理是发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。常用的

2、有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制(PWM)和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制(PPM)两种方法。29.1单片机系统中的红外通信接口本系统采用的为永时市制方法。数据比特的传送仿照不带奇侧校验的RS-232通信，首先产生一个同步头，然后接着8位数据比特，如图9-1所示。图9-1数据发送波形图39.1单片机系统中的红外通信接口9.1.2硬件电路设计电能表系统通常可以分为手持遥控器和电能表两部分。手持遥控器为发射部分，其基本电路如图9-2所示。采用塑封的SE303ANC发射二极管，波长为940nm。CPU按照协议规定导通或截止发射

3、二极管，从而产生特定频率的发射信号，这里选用的频率为38.9kHz。电能表红外接收部分的基本电路如图9-3所示。接收管采用日本光电子公司的PIC-12034，其接收频率为37.9kHz，它直接将37.9kHz的调制信号解调为基带信号。该芯片接收灵敏度高，性能稳定。其基本工作过程为：当接收至37.9kHz信号时，输出低电平，否则输出为高电平。电能表部分采用的是51系列单片机，以中断方式检测接收信号。这里的非门对收信号起整形作用。49.1单片机系统中的红外通信接口图9-2手持遥控器的红外发射部分图9-3电能表红外接收部分59.1单片机系统中的红外通

4、信接口9.1.3软件设计发射部分的程序相对来说非常简单，主要是生产不同时间间隔的37.9kHz脉冲串信号控制发射管的通断。在发射端，CPU不断扫描键盘，一旦发现有键按下，即启动发射子程序将相应的数值发送出去。在该设计中，采用的是4×4的小键盘，正如和0～F编码对应，为了提高可靠性，采用最简单的纠错编码――将每位数重复发送一次，即和键盘数字对应的编码为00～FF。这样，一个键值要发送8bit。接收端接收满8比特信号后，再进行纠错处理，不正确的编码认为无效。收足规定的号码后，即调用号码分析程序进行处理。当每收至一个脉冲串信号后即启动一个定时器。下次

5、中断发生时，通过定时器的计数值判断是0还是1。如果定时器溢出，则清除本次接收的号码，恢复到接收初始状态。接收部分的基本程序流程如图9-4所示。69.1单片机系统中的红外通信接口图9-4红外接收流程图79.2RS-485接口芯片介绍及应用中的有关问题9.2.1引言RS-485接口芯片已广泛应用于工业控制、仪器、仪表、多媒体网络、机电一体化产品等诸多领域。可用于RS-485接口的芯片种类也越来越多。如何在种类繁多的接口芯片中找到最合适的芯片，是摆在每一个使用者面前的一个问题。RS-485接口在不同的使用场合，对芯片的要求和使用方法也有所不同。使用者

6、在芯片的选型和电路的设计上应考虑哪些因素，由于某些芯片的固有特性，通信中有些故障甚至还需要在软件上作相应调整，如此等等。89.2RS-485接口芯片介绍及应用中的有关问题9.2.2RS-485接口标准1)传输方式：差分。2)传输介质：双绞线。3)标准节点数：32。4)最远通信距离：1200m。5)共模电压最大、最小值：+12V、-7V。6)差分输入范围：-7V～+12V。7)接收器输入灵敏度：±200mV。8)接收器输入阻抗：≥12kΩ。99.2RS-485接口芯片介绍及应用中的有关问题9.2.3节点数及半双工和全双工通信1．节点数所谓节点数，

7、即每个RS-485接口芯片的驱动器能驱动多少个标准RS-485负载。根据规定，标准RS-485接口的输入阻抗为≥12kΩ，相应的标准驱动节点数为32。为适应更多节点的通信场合，有些芯片的输入阻抗设计成1/2负载(≥24kΩ)、1/4负载(≥48kΩ)甚至1/8负载(≥96kΩ)，相应的节点数可增加到64、128和256。表9-1为一些常见芯片的节点数。109.2RS-485接口芯片介绍及应用中的有关问题表9-1一些常见芯片的节点数2.半双工和全双工RS-485接口可连接成半双工和全双工两种通信方式，如图9-5所示。半双工通信的芯片有SN7517

8、6、SN75276、SN75LBC184、MAX485、MAX1487、MAX3082、MAX1483等；全双工通信的芯片有SN75179、SN751