【正文】 帶隔離RS232收發(fā)器電路設(shè)計畢業(yè)論文目 錄摘 要 IAbstract II引 言 11 緒論 2 2 2 3 4 論文簡介 62 課題所需元器件簡介 8 LPC 1752 8 LPC 1752 Function Pin 8 LPC 1752的特性 9 MAX 232 10 什么是串行接口標準 10 RS232標準 11 RS232電氣參數(shù) 13 MAX 232簡介 13 MAX232引腳圖及各引腳介紹 14 CortexM3 15 CortexM3簡介 15 CortexM3特點 153 硬件電路分模塊設(shè)計 17 JTAG部分 17 JTAG調(diào)試接口 17 JTAG引腳定義 19 邊界掃描寄存器在聯(lián)合測試工作組中的應(yīng)用 19 UART 19 UART的定義 19 UART的功能 20 UART基本結(jié)構(gòu) 21 UART工作原理 22 在應(yīng)用中具有代表性的電路 24 寄存器介紹 25 如何進行隔離 25 電源及供電系統(tǒng) 26 27 I/O Expend 284 軟件部分及調(diào)試 30 繪圖部分 30 程序編寫需要注意的問題 31 寫操作的方法 31 讀操作的方法 31 電路仿真與串口的調(diào)試 32結(jié)論 35致謝 36參考文獻 3741帶隔離RS232收發(fā)器電路設(shè)計1 緒論 單片機（Microcontroller Unit），英文MCU是單片機英語的縮寫，也是集成電路的一種，單片機是將計算機直接集成，然后放在一小塊芯片上。它的集成度之高超乎我們的想象，在這一小塊芯片上的計算機包含了完整的系統(tǒng)，CPU，兩種存儲器RAM和ROM，中斷系統(tǒng)，定時器，計時器還有各種各樣的輸入輸出接口。通常人們也把它叫做微控制器，一開始在工業(yè)上應(yīng)用，最開始的單片機要么是4位的，要么8位的，那個時候CPU是芯片的獨一無二的處理器，而單片機正是由此而來，人們設(shè)計它的目的是想把眾多的外圍設(shè)備與中央處理器放在一起或者說集成到同一個芯片里，這樣子不僅可以使繁雜的計算機進行一次系統(tǒng)上的瘦身，更可以使對體積特別小的控制器內(nèi)集成電路變得輕而易舉。最初的專用處理器也是和單片機在一起進行發(fā)展的，但是在英特爾公司推出型號為Z80的單片機之后，單片機則正式成為了一個獨立的領(lǐng)域為人們所探究。對比之下我們發(fā)現(xiàn)，專用處理器并沒有單片機那樣與嵌入式系統(tǒng)能夠完美的融合，這也是為什么單片機現(xiàn)在成為了應(yīng)用市場上的主力軍，無論是我們?nèi)粘Ｓ玫降氖謾C，電子手表，計算器或者是冰箱，空調(diào)，洗衣機還是小孩子玩的電池玩具，鼠標，鍵盤以及游戲手柄中都包含著一個或者數(shù)個單片機。這些工作都是比較簡單的，普通的家用電器中他們都是控制模塊的重中之重。我們一臺普通的電腦里其實也包含著很多很多的單片機，再多一些的小轎車上就有幾十個單片機，再多一些的擁有十萬，百萬甚至千萬個單片機的應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)的系統(tǒng)中也是屢見不鮮。作為計算機，單片機的數(shù)量已經(jīng)遠遠超過了普通的PC，筆記本與平板，是數(shù)量第一大的計算機。有人開玩笑說，單片機的數(shù)量可能已經(jīng)比地球上的螞蟻還多了。這種單片微控制器的價格卻是十分便宜的，區(qū)區(qū)數(shù)元錢你便可以擁有一個。它的作用其實是類似于我們電腦中的那些分塊的，有的和內(nèi)存功能相近，有的與中央處理器能力差不多，還有的甚至可以當(dāng)做硬盤用來存儲信息，只不過它的穩(wěn)定性卻遠不如我們普通的一臺計算機，它的作用并不單是去進行邏輯運算，單片機其實就是一個的特別特別小的計算機，但是沒有輸入輸出接口，因為所有的東西是在一個芯片上進行的集成。下面我們來說說英特爾公司推出的型號為8031的單片機，因其卓越的性能在業(yè)內(nèi)得到了滿滿的贊譽，也被稱作是史上貢獻最大的一款單片機。從這以后站在巨人的肩膀上，又研發(fā)推出了至今還普遍得到應(yīng)用的MCS51系列的單片機。在控制生產(chǎn)的嚴格要求之下，以及二十一世紀對普通電子產(chǎn)品的普及潮流之下，擁有16位的單片機都已經(jīng)被市場所淘汰，其原因無非是價格高而用處小。二十世紀末期32位單片機已經(jīng)成為了市場上的主力軍，英特爾公司也推出了i960系列單片機以及ARM系列，尤其是后者已經(jīng)占據(jù)了絕大部分的消費市場。那些熱衷于最初的8位單片機的研發(fā)者，在不斷地對之前的產(chǎn)品進行改良的基礎(chǔ)下，相比于之前的處理能力已經(jīng)有了一個質(zhì)的飛躍。那些最優(yōu)秀的32位單片機可以達到高達300MHz的主頻率，比以前的一些特制處理器還要牛，當(dāng)然人們最關(guān)注的永遠是性價比，其超高的性價比也把價錢逼到了個位數(shù)。如今嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)霸占了所有單片機，那些開發(fā)員們已經(jīng)不單單是在空計算機上對其進行開發(fā)和操作。單片機作為有線的能夠即時進行控制的計算機，擁有超強的抗干擾作用，而且一塊小小的芯片便足以稱作計算機，他的優(yōu)點不簡單的是輕巧的大小，低廉的成本，以及超輕的重量，目前大部分智能手機與平板上的重壓處理單片機都是最頂尖的，可以把微軟的Linux還有Windows的操作系統(tǒng)點對點的植入并進行應(yīng)用。讓我們這些初學(xué)者對計算機的構(gòu)造和原理進行一個系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，然后可以進行簡單的應(yīng)用開發(fā)，有百利而無一害。 這里要說的隔離式RS單片機（Microcontroller Unit），英文MCU是單片機英語的縮寫，也是集成電路的一種，單片機是將計算機直接集成，然后放在一小塊芯片上。它的集成度之高超乎我們的想象，在這一小塊芯片上的計算機包含了完整的系統(tǒng)，CPU，兩種存儲器RAM和ROM，中斷系統(tǒng)，定時器，計時器還有各種各樣的輸入輸出接口。通常人們也把它叫做微控制器，一開始在工業(yè)上應(yīng)用，最開始的單片機要么是4位的，要么8位的，那個時候CPU是芯片的獨一無二的處理器，而單片機正是由此而來，人們設(shè)計它的目的是想把眾多的外圍設(shè)備與中央處理器放在一起或者說集成到同一個芯片里，這樣子不僅可以使繁雜的計算機進行一次系統(tǒng)上的瘦身，更可以使對體積特別小的控制器內(nèi)集成電路變得輕而易舉。最初的專用處理器也是和單片機在一起進行發(fā)展的，但是在英特爾公司推出型號為Z80的單片機之后，單片機則正式成為了一個獨立的領(lǐng)域為人們所探究。對比之下我們發(fā)現(xiàn)，專用處理器并沒有單片機那樣與嵌入式系統(tǒng)能夠完美的融合，這也是為什么單片機現(xiàn)在成為了應(yīng)用市場上的主力軍，無論是我們?nèi)粘Ｓ玫降氖謾C，電子手表，計算器或者是冰箱，空調(diào)，洗衣機還是小孩子玩的電池玩具，鼠標，鍵盤以及游戲手柄中都包含著一個或者數(shù)個單片機。這些工作都是比較簡單的，普通的家用電器中他們都是控制模塊的重中之重。我們一臺普通的電腦里其實也包含著很多很多的單片機，再多一些的小轎車上就有幾十個單片機，再多一些的擁有十萬，百萬甚至千萬個單片機的應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)的系統(tǒng)中也是屢見不鮮。作為計算機，單片機的數(shù)量已經(jīng)遠遠超過了普通的PC，筆記本與平板，是數(shù)量第一大的計算機。有人開玩笑說，單片機的數(shù)量可能已經(jīng)比地球上的螞蟻還多了。這種單片微控制器的價格卻是十分便宜的，區(qū)區(qū)數(shù)元錢你便可以擁有一個。它的作用其實是類似于我們電腦中的那些分塊的，有的和內(nèi)存功能相近，有的與中央處理器能力差不多，還有的甚至可以當(dāng)做硬盤用來存儲信息，只不過它的穩(wěn)定性卻遠不如我們普通的一臺計算機，它的作用并不單是去進行邏輯運算，單片機其實就是一個的特別特別小的計算機，但是沒有輸入輸出接口，因為所有的東西是在一個芯片上進行的集成。下面我們來說說英特爾公司推出的型號為8031的單片機，因其卓越的性能在業(yè)內(nèi)得到了滿滿的贊譽，也被稱作是史上貢獻最大的一款單片機。從這以后站在巨人的肩膀上，又研發(fā)推出了至今還普遍得到應(yīng)用的MCS51系列的單片機。在控制生產(chǎn)的嚴格要求之下，以及二十一世紀對普通電子產(chǎn)品的普及潮流之下，擁有16位的單片機都已經(jīng)被市場所淘汰，其原因無非是價格高而用處小。二十世紀末期32位單片機已經(jīng)成為了市場上的主力軍，英特爾公司也推出了i960系列單片機以及ARM系列，尤其是后者已經(jīng)占據(jù)了絕大部分的消費市場。那些熱衷于最初的8位單片機的研發(fā)者，在不斷地對之前的產(chǎn)品進行改良的基礎(chǔ)下，相比于之前的處理能力已經(jīng)有了一個質(zhì)的飛躍。那些最優(yōu)秀的32位單片機可以達到高達300MHz的主頻率，比以前的一些特制處理器還要牛，當(dāng)然人們最關(guān)注的永遠是性價比，其超高的性價比也把價錢逼到了個位數(shù)。如今嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)霸占了所有單片機，那些開發(fā)員們已經(jīng)不單單是在空計算機上對其進行開發(fā)和操作。單片機作為有線的能夠即時進行控制的計算機，擁有超強的抗干擾作用，而且一塊小小的芯片便足以稱作計算機，他的優(yōu)點不簡單的是輕巧的大小，低廉的成本，以及超輕的重量，目前大部分智能手機與平板上的重壓處理單片機都是最頂尖的，可以把微軟的Linux還有Windows的操作系統(tǒng)點對點的植入并進行應(yīng)用。讓我們這些初學(xué)者對計算機的構(gòu)造和原理進行一個系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，然后可以進行簡單的應(yīng)用開發(fā)，有百利而無一害。這里要說的隔離式RS232收發(fā)器主要有兩種，一種是ADM3251E，另一種是ADM3252E。RS232需要把每一個節(jié)點和電纜線的網(wǎng)絡(luò)隔離開來，是因為接地的環(huán)路與電壓的最高峰處于高噪音這種條件下會干擾到系統(tǒng)，導(dǎo)致系統(tǒng)嚴重的不穩(wěn)，因此，RS232運用了物理層的總線設(shè)計標準，這種標準應(yīng)用相當(dāng)廣泛，最初也是應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)，機器生產(chǎn)中的。有些人設(shè)計出來的隔離方法是運用了數(shù)字隔離器，當(dāng)然也可以，但這不是最常見的。多數(shù)情況下，還是采用光耦合器對收發(fā)器和控制器來隔離。為了安全起見，隔離電源也是必不可少的，這時候不妨多花些心思去考慮而且不必吝嗇PCB電路板，多占用一些空間以期設(shè)計出最完美的電路。一路采用TX，一路采用RX的是ADM3251E，而二路采用TX和RX的則是ADM3252E。兩者都是把電源隔離，隔離的路徑以及收發(fā)器放在同一個芯片內(nèi)，然后進行高度的集成，這種運用技術(shù)的集成可以使RS232收發(fā)器的電路變得簡單的同時最大限度的縮小成品的空間占有率。兩種收發(fā)器前者是單通道的，而后者則是雙通道的。傳統(tǒng)的設(shè)計方案如下：嵌入式，也叫嵌入式系統(tǒng)，其實就是一種計算機系統(tǒng)，目前的微電子半導(dǎo)體技術(shù)飛速發(fā)展前進，微米制造技術(shù)與超大規(guī)模的電路集成技藝變得十分嫻熟，在這種前提下，集成的芯片可以擁有性能良好的特點，使得吸納包含了計算機技術(shù)，通信技藝，軟件技術(shù)，硬件技術(shù)，電子和微電子技藝的嵌入式系統(tǒng)得以想頂尖架構(gòu)進行沖擊。System on a Chip，簡稱SOC，中文翻譯為即片上系統(tǒng)，是目前應(yīng)用最廣，概括面最全，研發(fā)層次最深的嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)，使得計算機的體積大小越來越小，已經(jīng)獨樹一幟的撐起了現(xiàn)代電子與計算機技術(shù)的一片天。二十一世紀是數(shù)字信息時代，更是人機交互時代，嵌入式系統(tǒng)所帶來的發(fā)明生產(chǎn)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，就像中國入世一樣，嵌入式系統(tǒng)的未來充滿了機遇和挑戰(zhàn)，未來的嵌入式系統(tǒng)生產(chǎn)發(fā)明者們，已經(jīng)看到了無線的機遇和未來。技術(shù)還是硬道理，硬道理一定要有硬件作為支撐，牛逼的硬件背后一定又擁有更為牛逼的軟件開發(fā)包。嵌入式系統(tǒng)面對的還是一個已經(jīng)信息全球化下的網(wǎng)絡(luò)世界，因特網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)勢不可擋，高端的技術(shù)支持迫使網(wǎng)絡(luò)的帶寬與日俱增，那么擁傳統(tǒng)的設(shè)計方案存在很多弊端，比如說電路不夠簡化，而且存在DC隔離，光耦,系統(tǒng)的穩(wěn)定性也不高。嵌入式，也叫嵌入式系統(tǒng)，其實就是一種計算機系統(tǒng)，目前的微電子半導(dǎo)體技術(shù)飛速發(fā)展前進，微米制造技術(shù)與超大規(guī)模的電路集成技藝變得十分嫻熟，在這種前提下，集成的芯片可以擁有性能良好的特點，使得吸納包含了計算機技術(shù)，通信技藝，軟件技術(shù)，硬件技術(shù)，電子和微電子技藝的嵌入式系統(tǒng)得以想頂尖架構(gòu)進行沖擊。System on a Chip，簡稱SOC，中文翻譯為即片上系統(tǒng)，是目前應(yīng)用最廣，概括面最全，研發(fā)層次最深的嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)，使得計算機的體積大小越來越小，已經(jīng)獨樹一幟的撐起了現(xiàn)代電子與計算機技術(shù)的一片天。二十一世紀是數(shù)字信息時代，更是人機交互時代，嵌入