单片机与pc机rs-485的串行通信设计.docVIP

沈阳航空航天大学 课 程 设 计 （论文） 题目 单片机与PC机RS-485的串行通信设计 班 级 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师 目 录 0 前言 1 1 总体方案设计 2 2 硬件电路设计 2 2.1 AT89C51单片机 2 2.2 时钟电路 4 2.3 按键复位电路 4 2.4 MAX485转换芯片 4 2.5 PC机RS-485 通信的接口电路 5 3 软件设计 6 4 调试分析 8 5 结论及进一步设想 8 参考文献 8 课设体会 10 附录1 电路原理图 11 附录2 程序清单 12  单片机与PC机RS-485串行通讯设计 摘要：本文提出了一种PC机与单片机进行串行通信的方案，该方案通过PC机的RS232串口、485总线实现与51单片机的串口通信，PC机送出的信号进行电平转换后送到485总线，单片机则接受MAX485芯片转换得到的信号，从而进行串行通信。该系统的特点是电路设计简单可行、通信稳定、实用性强。 关键词：PC机；单片机；串口通信；MAX485芯片； 前言 在计算机测控领域经常会采用一台PC 机与一个或多个单片机组成小型的测控网络， 这种测控系统充分发挥了单片机功能强， 抗干扰性能好， 温度适应范围宽，面向控制的优点， 同时又可以利用计算机弥补单片机在数据处理和交互性等方面的不足。在测控系统中一般是以PC 机作为主控机，采用串行通讯定时扫描以单片机为核心的智能控制器（从机） 以便采集数据或发送信号。PC机的串口一般采用RS—232的总线标准，但由于RS—232接口标准发布较早，难免有不足之处，主要体现在以下四点：1、接口信号的电平值较高，已损坏接口电路芯片，又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接；2、传送速率较低，在异步传送时，波特率为20Kbps;3、接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱；4、传输距离有限，最大传输距离标准为50英尺，实际上也只能用在50m左右。 针对RS-232的不足， 于是先后又出现了一些新的接口标准RS-485 就是其中之一。RS—485总线标准是美国电气工业协会（EIA）公布的平衡电压数字接口电路的电气性能标准，是为改善RS-232标准的电气特性，又参考RS-232兼容而制定的。RS-485标准与RS-232标准相比具有以下优点：1、RS-485的电气性能：逻辑“1”以两线间的电压差为+（0.2-6）V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（0.2-6）V表示。接口信号电平比RS-232降低了，就不易损坏接口电路芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。2、RS-485的数据最高传送速率为10Mbps。3、RS-485接口是采用平衡驱动器和和差分接收器的组合，抗共模干扰能力强，抗噪声干扰性好。4、RS-485最大的通信距离约为1219m，传输速率与传输距离成反比，在100kb/s的传输速率下才可以达到最大的通信距离，如需传输更长的距离，需加485中继器。RS-485总线最大支持32节点。由于RS-485接口具有良好的抗干扰性，较长的传输距离和多站通信能力等优点，使其成为首选的串行接口。RS-485接口组成的半双工网络，一般只需两根连线，所以RS-485总线接口均采用双绞线传输。 1 总体方案设计 针对本课题的设计任务，进行分析得到：本次设计用RS-485标准进行单片机与PC机的串行通信，PC机发出的数据经过RS-232/485转化器后发送，再经过单片机端的MAX485芯片把信号转换成TTL电平送给单片机，单片机接收到PC机发来的数据后再回送给PC机。 该串行通信系统设计，在总体上大致可分为以下几个部分组成：1、RS-232/RS-485转换电路，TTL电平转换芯片，单片机最小系统。系统原理框图如图1所示。 图1 系统原理框图 2 硬件电路设计 2.1 单片机介绍 图2 AT89C51 引脚说明 VCC：接+5V电压， GND：接信号地。 I/O口部分 　　 P0口：（P0.0～P0.7）P0口为一个8位双向I/O口，在不接片外存储器和不扩展I/O口时，可作为准双向输入/输出口。在接片外存储器或扩展I/O口时，P0口分时复用为地8位地址总线和双向数据总线。　　 P1口：(P1.0～P1.7)P1口是一个8位双向I/O口。　　 P2口：(P2.0～P2.7)P2口为8位准双向I/O口，在接有片外存储器或扩展I/O口且寻址范围超过256B时，P2口用作高8位地址总线。 P3口：(P3.0～P3.7)P3口是一个8位双向I/O口。它还有第二功