【正文】 基于 RS485 接口的數(shù)據(jù)傳輸電路設(shè)計(jì) (2020) 6 單片機(jī)技術(shù)課程 設(shè)計(jì)說明書 基于 RS485 接口的數(shù)據(jù)傳輸電路設(shè)計(jì) 專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 周琪 班級(jí) BM 電氣 101 學(xué)號(hào) 1051402115 指導(dǎo)教師 周云龍 完成日期 2020 年 6 月 18 日 基于 RS485 接口的數(shù)據(jù)傳輸電路設(shè)計(jì) (2020) 6 目 錄 1. 概述 ................................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 2. RS485 硬件問題 ............................................................................................................. 6 問題的提出 ......................................................................................................... 6 電路基本原理 ..................................................................................................... 6 RS485 的 DE控制端設(shè)計(jì) ................................................................................ 8 避免總線沖 突的設(shè)計(jì) ....................................................................................... 8 RS485 輸出電路部分的設(shè)計(jì) ........................................................................... 8 系統(tǒng)的電源選擇 ................................................................................................ 6 軟件的編程 ......................................................................................................... 6 結(jié)論 ..................................................................................................................... 6 2. 硬 件設(shè)計(jì) ........................................................................................................................ 6 RS485 .................................................... 6 多通機(jī)原理 ............................................... 6 單片機(jī)通信原理 ............................................ 8 MX485 .................................................... 8 整題電路設(shè)計(jì) .............................................. 8 3. 軟件設(shè)計(jì) ...................................................................................................................... 11 通信軟件實(shí)現(xiàn) ............................................. 11 程序流程圖 .............................................. 12 4. 聯(lián)合調(diào)試 ...................................................................................................................... 14 5 設(shè)計(jì)小結(jié) ........................................................................................................................ 16 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................... 16 附 錄 ........................................................................................................................... 17 附錄 1：程序清單 ............................................. 17 附錄 2： 系統(tǒng)電路圖 ........................................... 21 基于 RS485 接口的數(shù)據(jù)傳輸電路設(shè)計(jì) (2020) 7 述 單片機(jī)是一種采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把多種功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及工業(yè)自動(dòng)化水平的提高 , 在許場合 采用單機(jī)控制已不能滿足現(xiàn)場要求 ,因而必須采用多機(jī)控制的形式 ,而多機(jī)控制主要通過多個(gè)單片機(jī)之間的串行通信實(shí)現(xiàn)。串行通信作為單片機(jī)之間常用的通信方法之一 , 由于其通信編程靈活、硬件簡潔并遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn) , 因此其在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本次課程設(shè)計(jì)就是利用單片機(jī)，基于 RS485 芯片，設(shè)計(jì)一種簡單的多機(jī)通信 —— 一主兩從。 RS一 485接口是一種基于平衡發(fā)送和差分接收的串行總線 ,具有很強(qiáng)的抗共模干擾能力 ,在適當(dāng)?shù)牟ㄌ芈氏聜鬏斁嚯x遠(yuǎn) 。同時(shí)易于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展 ,被廣泛的應(yīng)用在很多工業(yè)現(xiàn)場。 節(jié)能燈壽命檢測環(huán)境中 ,主要干擾來自開關(guān)和壽命檢測的強(qiáng)電干擾、開關(guān)產(chǎn)生的電磁干擾、空氣循環(huán)設(shè)備的干擾等等 。同時(shí)由于壽命檢測環(huán)境溫度高 ,強(qiáng)電系統(tǒng)復(fù)雜 ,也給系統(tǒng)的運(yùn)行提出更高的要求。壽命檢測系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)報(bào)告每一盞節(jié)能燈的運(yùn)行狀態(tài)、環(huán)境溫度、電壓等 ,并在壽終計(jì)算出節(jié)能燈壽命、光通等參數(shù)?？梢娤到y(tǒng)的傳輸數(shù)據(jù)量大 ,實(shí)時(shí)性強(qiáng) ,因此物理總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和通信協(xié)議尤為關(guān)鍵。 總 設(shè)計(jì)方案 在多機(jī)通信中，最重要的是保證通信有條不紊地進(jìn)行，因此需要嚴(yán)格的通信協(xié)議和完善的通信軟件， 本次課程設(shè)計(jì)就是 利用 RS－ 485 電氣特性和簡單的結(jié)構(gòu)方式， 基于 RS485 的多機(jī)通信系統(tǒng)， 采用自定義串行通信協(xié)議， 實(shí)現(xiàn) 2 個(gè)通信終端之間互相通信的功能 該設(shè)計(jì)方案通信距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)也可實(shí)現(xiàn)主機(jī)與從機(jī)的通信，但不能實(shí)現(xiàn)從機(jī)之間的通信。 RS485方式構(gòu)成的多機(jī)通信系統(tǒng)采用主從式結(jié)構(gòu)：主機(jī)控制多個(gè)從機(jī)，作為從機(jī)的單片機(jī)不主動(dòng)發(fā)送命令或數(shù)據(jù)，一切都由主機(jī)單片機(jī)控制；并且在一個(gè)多機(jī)系統(tǒng)中，只有一臺(tái)主機(jī)，各臺(tái)從機(jī)之間不能相互通信，即使有信息交換也必須通過主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)。采用 RS485構(gòu)成的多機(jī)通信系統(tǒng)原理。在總線末端接一個(gè)匹配電阻，吸收總線上的反射信號(hào)，使得正常傳輸信號(hào)無毛刺。 匹配電阻的取值應(yīng)該與總線的特性阻抗相當(dāng)。在總線上沒有信號(hào)傳輸時(shí)，總線處于懸浮狀態(tài)，容易受干擾信號(hào)的影響。將總線上的差分信號(hào)的正端 A+和負(fù)端 B之間接一個(gè) 10K的電阻；負(fù)端 B和地間接一個(gè) 10K的電阻，形成一個(gè)電阻網(wǎng)路。當(dāng)總線上沒有信號(hào)傳輸時(shí)， 基于 RS485 接口的數(shù)據(jù)傳輸電路設(shè)計(jì) (2020) 7 正端 A+的電平大約為 ，負(fù)端 B的電平大約為 ，即使有干擾信號(hào)，也很難產(chǎn)生串行通信的起始信號(hào) 0，從而增加了總線抗干擾的能力。 設(shè)計(jì)要求： 設(shè)計(jì)一個(gè) RS485 接口并能實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通訊的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)方案： 本次設(shè)計(jì)，對于兩片 89C51，采用 RS485 進(jìn)行雙機(jī)通信。發(fā)送方的數(shù)據(jù)由串行口 TXD 段輸出，經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換芯片 MAX485 將 TTL 電平轉(zhuǎn)換為 RS485 電平輸出，經(jīng)