以单片机为核心的多路数据通信设计
1.引言
标准构成只有一组全双工uart串行口，p3.0-rxd收、p3.1-txd发，如果要完成多路串口收发，一般使用外部扩展芯片，例如：gm8123/25，完成一扩多路串口，但是，由于增加扩展芯片，造成硬件成本增加，pcb板面增大，抗干扰性下降等不良因素，因此能尽量使用现有串口，利用分时切换技术，完成串行口不同类型，不同端口的数据传送是优先选择。
2.硬件功能简述 本设计用于数据采集监控系统如图1所示。采用485串行口完成数据采集，和232串口输出打印功能，这样使得接口连线简单，可靠性高。
rs-485工作特征：发送端：逻辑“1′两线间的差为+2至6v表示;逻辑”0′以两线间的电压差为-2至6v表示。接收端：a比b高200mv以上即认为是逻辑“1′，a比b低200mv以上即认为是逻辑”0′。rs485总线因其硬件设计和通信协议简单、控制方便、成本低廉、传输距离远以及可挂接多个从设备等优点，便于对分布式的各个现场测控设备实现集中控制，485现场总线技术得到了广泛的应用。本设计采用max485e芯片，它是一款用于rs485和rs422通信的低功耗总线收发器，具有±15kv静电放电冲击保护和限摆率驱动特性，减小了电磁干扰和终端电缆反射，允许高达250kbps速率的无差错数据传输。该芯片只需用5v的单电压供电即可正常工作，而且在一条总线上最多可以连接32个。利用该芯片可以极大地简化单片机和rs485总线的接口设计。
rs232接口是使用异步uart串行接口，其高低信号为-12v~+12v，因此抗干扰性优于ttl电平，传送距离可达10多米，单片机与打印机数据交换就使用此种通信设计，它具有用线少，接口简单可靠等优点。单片机ttl-rs232接口电路采用maxim公司生产的max232电平转换芯片设计。max232芯片只需用5v的单电源供电，外加4个，就可实现单片机ttl电平和rs232电平之间的转换，并直接驱动rs232总线进行数据传输，使用十分方便，其最高传输速率可达20kbps.
rs232/rs485在串口传送中各有优缺点，在此做一简单比较：
（1）从接线上，rs232是三线制（收、发、地），rs485是两线制（a、b）;（2）从传输距离上，rs232只能传输15米左右，rs485最远可以传输1200米;（3）从速率上，rs232是全双工传输，rs485是半双工传输;（4）从协议层上，rs232只支持点对点通讯（1:1），rs485支持总线形式通讯（1:n）。在本设计中rs232被用于距离不远的打印机点对点串口输出;而数据采集则需要在多个端点设备上，且距离较远的地方收集，于是采用了rs485总线技术来实现。单片机一组串口要完成两组不同电平传送，关键是需要分时切换串口模式，本设计采用模拟开关cd4053芯片，通过p1.5控制完成了485、232串口分离，利用完成软件分时输入、输出处理功能。该电路实现简单，硬件资源利用率高。
本设计打印机rs232通讯协议方式采用ascii方式。默认数据格式为：1位起始位，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验，波特率为2400bps.rs485采用半双工模式，由p1.3控制收/发功能，其串口分配电路如图2所示。
3.软件功能简介 本系统根据不同功能，由几十个子程序模块组成，现将相关串口分配实现数据收发的程序进行简要分析（汇编语言描述）
4.结论 本设计通过模拟开关cd4053将一路单片机串行口收发信号，分时转换成两路串行口，然后使用不同的接口芯片，实现了rs232和485总线同在一个系统下分时完成了通信工作。该设计优点：充分利用了串行口数据传输线少的优势，接口简单，并节省了不必要的硬件开销，增加了信息传送的可靠性。
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2.硬件功能简述 本设计用于数据采集监控系统如图1所示。采用485串行口完成数据采集，和232串口输出打印功能，这样使得接口连线简单，可靠性高。
rs-485工作特征：发送端：逻辑“1′两线间的差为+2至6v表示;逻辑”0′以两线间的电压差为-2至6v表示。接收端：a比b高200mv以上即认为是逻辑“1′，a比b低200mv以上即认为是逻辑”0′。rs485总线因其硬件设计和通信协议简单、控制方便、成本低廉、传输距离远以及可挂接多个从设备等优点，便于对分布式的各个现场测控设备实现集中控制，485现场总线技术得到了广泛的应用。本设计采用max485e芯片，它是一款用于rs485和rs422通信的低功耗总线收发器，具有±15kv静电放电冲击保护和限摆率驱动特性，减小了电磁干扰和终端电缆反射，允许高达250kbps速率的无差错数据传输。该芯片只需用5v的单电压供电即可正常工作，而且在一条总线上最多可以连接32个。利用该芯片可以极大地简化单片机和rs485总线的接口设计。
rs232接口是使用异步uart串行接口，其高低信号为-12v~+12v，因此抗干扰性优于ttl电平，传送距离可达10多米，单片机与打印机数据交换就使用此种通信设计，它具有用线少，接口简单可靠等优点。单片机ttl-rs232接口电路采用maxim公司生产的max232电平转换芯片设计。max232芯片只需用5v的单电源供电，外加4个，就可实现单片机ttl电平和rs232电平之间的转换，并直接驱动rs232总线进行数据传输，使用十分方便，其最高传输速率可达20kbps.
rs232/rs485在串口传送中各有优缺点，在此做一简单比较：
（1）从接线上，rs232是三线制（收、发、地），rs485是两线制（a、b）;（2）从传输距离上，rs232只能传输15米左右，rs485最远可以传输1200米;（3）从速率上，rs232是全双工传输，rs485是半双工传输;（4）从协议层上，rs232只支持点对点通讯（1:1），rs485支持总线形式通讯（1:n）。在本设计中rs232被用于距离不远的打印机点对点串口输出;而数据采集则需要在多个端点设备上，且距离较远的地方收集，于是采用了rs485总线技术来实现。单片机一组串口要完成两组不同电平传送，关键是需要分时切换串口模式，本设计采用模拟开关cd4053芯片，通过p1.5控制完成了485、232串口分离，利用完成软件分时输入、输出处理功能。该电路实现简单，硬件资源利用率高。
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3.软件功能简介 本系统根据不同功能，由几十个子程序模块组成，现将相关串口分配实现数据收发的程序进行简要分析（汇编语言描述）
4.结论 本设计通过模拟开关cd4053将一路单片机串行口收发信号，分时转换成两路串行口，然后使用不同的接口芯片，实现了rs232和485总线同在一个系统下分时完成了通信工作。该设计优点：充分利用了串行口数据传输线少的优势，接口简单，并节省了不必要的硬件开销，增加了信息传送的可靠性。
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