【文章內(nèi)容簡介】 收電路的發(fā)送控制端及接收控制端在硬件電路連接和軟件編程中起著重要作用 。 芯片應用示例 圖 MAX485應用于雙機通信 圖 MAX485應用于多機通信 設(shè)計中 單片機和 MAX485 構(gòu)成通信系統(tǒng)時的電路連接簡單示意為圖 。 圖 AT89S51和 MAX485構(gòu)成 雙機 通信系統(tǒng)時 電路連接 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計 /論文 13 20mA 電流環(huán) 串行接口 20mA 電流環(huán)串行接口也是目前串行通訊廣泛使用的一種接口電路 ,但未形成正式標準。這種接口要比 RS232C 接口簡單的多 ,它只有 4 根線 :發(fā)送正 ,發(fā)送負 ,接收正 ,接收負四根線組成一個輸入電流回路 ,一個輸出電流回路。當發(fā)送數(shù)據(jù)時 ,根據(jù)數(shù)據(jù)的邏輯 0,有規(guī)律的使回路形成通、斷狀態(tài) ,即回路無電流表示邏輯 0,有 20mA 電流時表示邏輯 1。 電流環(huán)路串行通訊接口的最大優(yōu)點是低阻傳輸線對電氣噪聲不敏感 ,易實現(xiàn)光電隔離 。因此 ,在長距離傳輸時 ,要比 RS232C 優(yōu)越得多。電 流環(huán)在低速度傳輸時 ,傳輸距離可達 1000m,電流環(huán)數(shù)據(jù)信號調(diào)整電路如圖 所示。 圖 電流環(huán)數(shù)據(jù)信號調(diào)整電路 應當指出 ,對 RS422A、 RS423A 與 RS485 總線 , 表 各項性能對比 中所列出的 最大 傳輸 速率 和 最大 傳輸 距離 并不能同時達到 。 傳輸 距離 長時 ,傳輸 速率 就低一些；傳輸 距離 短時 ,傳輸 速率 就高一些。 傳輸速率和傳輸距離的關(guān)系如 圖 。 圖 傳輸速率和傳輸距離 的關(guān)系 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計 /論文 14 表 RS232C、 RS422A與 RS485各項性能對比 RS232C RS422A RS485 20mA電流環(huán) 功能 雙向，全雙工 雙向，全雙工 雙向，半雙工 雙向，全雙工 傳輸方式 單端 差分 差分 20mA電流阻斷 邏輯 0電平 3V～ 15V 2V～ 6V ～ 6V 0mA 邏輯 1電平 3V～ 15V 2V～ 6V ～ 6V 20mA 最大速率 20Kbit/s 10Mbit/s 10Mbit/s / 最大距離 30m 1200m 1200m 1000m 驅(qū)動器加載輸出電壓 177。 5V～ 177。 15V 177。 2V 177。 / 接收器輸入靈敏度 177。 3V 177。 177。 / 接 收 器輸入阻抗 3～ 7k歐姆 ﹥ 4k歐姆 ﹥ 7k歐姆 / 組態(tài)方式 點對點 1臺驅(qū)動器 10臺接收器 32臺驅(qū)動器 32臺接收器 點對點 抗干擾能力 弱 強 強 強 傳輸介質(zhì) 多芯電纜 二對雙絞線 一對雙絞線 多芯電纜 常用驅(qū)動器芯片 MC1488 SN75174等 SN75174等 / 常用接收器芯片 MC1489 SN75175等 SN75175等 / 實踐證明 ,在構(gòu)成 RS485 總線互連網(wǎng)絡(luò)時 ,通常需要考慮下列幾個問題。 1． 傳輸線的選擇和阻抗匹配 。 在差分平 衡系統(tǒng)中，一般采用雙絞線作為信號傳輸線（感應電動勢相互抵消）。雙絞線的特性阻抗一般在 110～ 130 歐姆之間，通常在傳輸線末端接一個 120 歐姆的電阻進行阻抗匹配。 2． 隔離 及信號轉(zhuǎn)換 RS485 在多站互連時，相距較遠的不同站之間的地電位差可能很大，各站若直接連網(wǎng)，則很有可能導致接口芯片的損壞，可以通過將各站的串行通信接口電路與其它站進行電氣隔離 ；完成信號轉(zhuǎn)換的通常采用 SN75176 及 MAX485 等。 3. 抗靜電放電沖擊 及傳輸線的鋪設(shè)及屏蔽 可選用帶靜電放電保護的 RS485 接口器件，或在傳輸信號線上加鉗位電路 。在系統(tǒng)安裝時，傳輸線單獨鋪設(shè)，不與交流動力線鋪設(shè)在同一條電纜溝中。強信號線與弱信號線避免平行走向，兩者盡量正交 。 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計 /論文 15 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路的組成 AT89S51 簡介 AT89S51 內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性 AT89S51 有 ： (1)8 位 CPU； (2)128BRAM； (3)4KROM； (4)16 根 AB（ address bus）可尋址 64KB 片外 ROM 及 RAM； (5)各 8 位的 P0、 P P P3 口 ,其中 P0口為內(nèi)部不帶上拉電阻 ( CMOS 管構(gòu)成 )的雙向口及分時提供低 8位地址和數(shù)據(jù) ； P1 和 P2 及P3 口為內(nèi)部帶有上拉電阻 ( CMOS 管構(gòu)成 )的準雙向口 ； P2 口 用作高 8 位地址和普通的 I/O 口 ； P3 口除了作普通的 I/O 口外它的的每一位具有第二功能 ，即從低位到高位分別為 RXD,TXD,INT0,INT1,T0,T1,WD,RD； (6)全雙工的異步串行口 ； (7)兩個 16位的定時器 /計數(shù)器 ； (8)五個中斷源 ： 外部中斷 0, 外部中斷 1, 定時器 /計數(shù)器 T0, 定時器 /計數(shù)器 T1, 串行口中斷 RI/TI， 兩個中斷優(yōu)先級由 IP 控制 ；（ 9） 有強大的布爾處理 ， 即位操作能力 ， 可以完成各種邏輯運算 。 圖 AT89S51的 DIP管腳排列 圖 AT89S51 引腳定義及功能特性 如圖 AT89S51 的 采用 40 腳（ DIP）形式的 管腳排列 ， 現(xiàn)講解一下 它的引腳的名稱和功能及注意問題。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計 /論文 16 (主電源引腳及對應關(guān)系 ) (1) Vcc（ 20 腳）： 接 +5V。 (2) Vss（ 40 腳）： 接地 。 電路引腳 XTAL2 和 XTAL1（如圖 所示） 圖 時鐘電路引腳 XTAL2和 XTAL1的 電路連接 Reset（ 9 腳 ） 第一功能 : 復位 ， 當 Reset 端保持兩個機器周期以上的高電平時 ， 可對單片機進行復位操作 。 第二功能 :Vpd 是內(nèi)部電源的輸入端 ， 當主電源掉電或低于規(guī)定電平時 ， 由 Vpd向內(nèi)部 RAM 供電 ， 以保證片內(nèi) RAM 中的信息不丟失 ， 使上電后能正常工作 。 P0、 P P2 及 P3口均在上一頁做了簡要說明 ,在此不再 贅言 。 ALE： 第一功能 ， 由于在訪問外部 ROM/RAM 時 ， P0口分時提供低 8 位地址和數(shù)據(jù) ， 為了使數(shù)據(jù)和地址不至于混淆 ， 通常先送地址后送數(shù)據(jù) ， ALE(允許地址 鎖 存 )用來將 P0 口輸出的 低 8 位地址 鎖 存 ， 從而實現(xiàn)低 8 位地址和數(shù)據(jù)的分離 。 第二功能 ， 在不訪問外部 ROM/RAM 時 ， ALE 將以時鐘振蕩頻率的 1/6 的固定頻率輸出 。 每當訪問一次外部 ROM， ALE 將減少一次脈沖 ； ALE 口能驅(qū)動 8 個 LSTTL 負載 。 /PSEN： 第一功能 ， 外部 ROM 的讀選通信號的輸出端 ， 當訪問外部的 ROM 時 ，它將定時產(chǎn)生負脈沖作為 ， 外部 ROM 的讀選通信號每個機器周期有效 2 次 ， 能驅(qū)動 8 個 LSTTL 負載 。 /EA 為 讀 ROM 控制信號 ：當 /EA=1 時 ， CPU 訪問內(nèi)部 ROM； /EA=0時 ， CPU 訪問外部 ROM； 對無外部 ROM 的 /EA 要接高電平即 Vcc， 對無內(nèi)部 ROM 的 /EA 要接低電平即 Vss， 此要點從 本次設(shè)計的 實驗板上可 以 清楚地 觀察到。 AT89S51 的 定時器 /計數(shù)器、中斷和串行口 由于本設(shè)計用到了 定時器 /計數(shù)器 處于定時方式下模式 2（自重載） ， PCON（電源控制及波特率選擇）以及 SCON（串行控制），故講解一下 51 單片機 的定時器 /河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計 /論文 17 計數(shù)器、中斷 。 51單片機有兩個可編程的定時器 /計數(shù)器 t0 和 t1，可由程序選擇作為定時器用或作為計數(shù)器用，由程序設(shè)定定時時間或計數(shù)值；定時器 /計數(shù)器具有四種不同的工作方式 可由程序選擇 及設(shè)置 ；任一定時器 /計數(shù)器在定時時間到或計數(shù)值到時，可由程序安排產(chǎn)生中斷請求信號或不產(chǎn)生中斷請求信號 并進行相應的處理 。 2. 定時 /計數(shù)器的工作方式 定時器 /計數(shù)器 0由特殊 功能寄存器 TL0（低 8 位）和 TH0（高 8 位）構(gòu)成，定時器 /計數(shù)器 T1由 特殊 功能寄存器 TL1（低 8 位）和 TH1（高 8 位）構(gòu)成。特殊功能寄存器 TMOD 控制定時 /計數(shù)器 寄存器的工作方式， TCON 則用于控制定時器 /計數(shù)器 T0 和 T1 的啟動和停止計數(shù)，同時管理定時器 T0 和 T1 的溢出標志等。程序開始時需對 TL0、 TH0、 TL1 和 TH1 進行初始化編程，以 及 定義它們的工作方式和控制 T0 和 T1 的計數(shù)。 MCS51 的定時 /計數(shù)器共有四種工作方式 。 （ 1） 工作方式 0 定時 /計數(shù)器 T0 的工作方式 0 電路邏輯結(jié)構(gòu)見圖 （定時 /計數(shù)器 1 與其類似 ），工作方式 0 是 13 位計數(shù)結(jié)構(gòu)的工作方式，其計數(shù)器由 TH0 的全部 8 位和 TL0的低 5位構(gòu)成， TL0的高 3 位沒有使用。當 =0 時，多路開關(guān)接通 振蕩脈沖的 12分頻輸出， 13位計數(shù)器 依次 進行計數(shù) ， 這就是定時工作方式。當 =1時，多路開關(guān)接通計數(shù)引腳（ To），外部計數(shù)脈沖由 引腳 To（ ） 輸入。當計數(shù)脈沖發(fā)生負跳變時，計數(shù)器加 1，這就是我們常稱的計數(shù)工作方式。 圖 /計數(shù)器 T0 方式 0結(jié)構(gòu) 定時 /計數(shù)器 T0 的工作方式 0 時 ，當 TL0 的低 5 位溢出時， 會向 TH0 進位，而全部 13 位計數(shù)器溢出時，則會向計數(shù)器溢出標志位 TF0 進位。 我們討論門控位 GATE 的功能， GATE位的狀態(tài)決定定時器運行控制取決于 TR0的一個條件還是 TR0 和 INT0 引腳這兩個條件。當 GATE=0時，由于 GATE信號封鎖河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計 /論文 18 了 或 門，使引腳 INT0 信號無效 ， 這時候如果 TR0=1，則接通模擬開關(guān)，使計數(shù)器進行加法計數(shù)，即定時 /計數(shù)工作。而 TR0=0，則斷開模擬開關(guān)，停止計數(shù)，定時 /計數(shù)不能工作。 當 GATE=1 時， 或 門的輸出端由 TR0 和 INT0 電平的狀態(tài)確定，此時如果TR0=1， INT0=1 與門輸出為 1，允許定時 /計數(shù)器計數(shù)，在這種情況下，運行控制由 TR0 和 INT0 兩個條件共同控制， TR0 是確定定時 /計數(shù)器的運行控制位，由軟件置位或清“ 0”。如上所述， TF0 是定時 /計數(shù)器的溢出狀態(tài)標志，溢出時由硬件置位， TF0 溢出中斷被 CPU 響應時，轉(zhuǎn)入中斷時硬件清“ 0” ， TF0 也可由程序查詢和清“ 0”。 （ 2） 工作方式 1 當 M1M0=01 時，定時 /計數(shù)器處于工作方式 1，仍以定時器 0 為例， 其計數(shù)器由 TH0的全部 8位和 TL0的低 8位構(gòu)成 ， 定時器 1工作方式 1時原理 類似 。 （ 3） 工作方式 2 當 M1M0=10 時 ,定時 /計數(shù)器處于工作方式 其 等效電