1、RS485串行通信接口電路的總體設(shè)計(jì)

在電參數(shù)儀的設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)采集由單片機(jī)AT89C52負(fù)責(zé)，上位PC機(jī)主要負(fù)責(zé)通信（包括與單片機(jī)之間的串行通信和數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程通信），以及數(shù)據(jù)處理等工作。在工作中，單片機(jī)需要定時(shí)向上位PC機(jī)傳送大批量的采樣數(shù)據(jù)。通常，主控PC機(jī)和由單片機(jī)構(gòu)成的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相距較遠(yuǎn)，近則幾十米，遠(yuǎn)則上百米，并且數(shù)據(jù)傳輸通道環(huán)境比較惡劣，經(jīng)常有大容量的電器（如電動(dòng)機(jī)，電焊機(jī)等）啟動(dòng)或切斷。為了保證下位機(jī)的數(shù)據(jù)能高速及時(shí)、安全地傳送至上位PC 機(jī)，單片機(jī)和PC機(jī)之間采用RS485協(xié)議的串行通信方式較為合理。

實(shí)際應(yīng)用中，由于大多數(shù)普通PC機(jī)只有常用的RS232串行通信口，而不具備RS485通信接口。因此，為了實(shí)現(xiàn)RS485協(xié)議的串行通信，必須在PC機(jī)側(cè)配置RS485/RS232轉(zhuǎn)換器，或者購(gòu)買適合PC機(jī)的RS485卡。這些附加設(shè)備的價(jià)格一般較貴，尤其是一些RS485卡具有自己獨(dú)特的驅(qū)動(dòng)程序，上位PC機(jī)的通信一般不能直接采用WINDOW95/98環(huán)境下有關(guān)串口的WIN32通信API函數(shù)，程序員還必須熟悉RS485卡的應(yīng)用函數(shù)。為了避開采用RS485通信協(xié)議的上述問題，我們決定自制RS485/RS232轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和PC機(jī)之間的通信。

單片機(jī)和PC機(jī)之間的RS485通信硬件接口電路的框圖，如圖1所示。

從圖1可看出，單片機(jī)的通信信號(hào)首先通過光隔，然后經(jīng)過RS485接口芯片，將電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流環(huán)信號(hào)。經(jīng)過長(zhǎng)距離傳輸后，再通過另一個(gè)RS485接口芯片，將電流環(huán)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)。

該電平信號(hào)再經(jīng)過光電隔離，最后由SR232接口芯片，將該電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成與PC機(jī)RS232端口相兼容的RS232電平。由于整個(gè)傳輸通道的兩端均有光電隔離，故無論是PC機(jī)還是單片機(jī)都不會(huì)因數(shù)據(jù)傳輸線上可能遭受到的高壓靜電等的干擾而出現(xiàn)“死機(jī)”現(xiàn)象。

2、接口電路的具體設(shè)計(jì)

2.1單片機(jī)側(cè)RS485接口電路的設(shè)計(jì)

單片機(jī)側(cè)RS485接口電路如圖2所示。

AT89C52單片機(jī)的串行通信口P30（RXD）和P31（TXD）的電平符合TTL/CMOS標(biāo)準(zhǔn)（邏輯“0”的電平范圍為 0V～0.8V,邏輯“1”的電平為24V～VCC）,它們首先通過光電隔離器件6N137隔離，以保護(hù)單片機(jī)不受傳輸通道的干擾影響，其中T01和 T02是為了增加光隔輸入端的驅(qū)動(dòng)能力。光隔6N137的左側(cè)電源與單片機(jī)相同，右側(cè)必須采用另一組獨(dú)立的＋5V電源，且兩組電源不能供電。