与单片机串行通信系统的设计与实现

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1、万方数据第29卷增刊209年8月大地测量与地球动力学JOURNALOFGEODESYANDGEODYNAMICSV01．29Supp．Aug．，2009文章编号：1671-5942(2009)Supp．-0122-03基于RS-485总线的PC机与单片机串行通信系统的设计与实现‘彭宏伟边志远李翠霞(中国地震局地震研究所，武汉430071)摘要介绍PC机与单片机间进行RS-485串行通信的一般原理及常用芯片的选择，同时给出Pc机与单片机实现多点通讯的方法。关键词RS-485；串行通信；单片机；多点通讯；工业控制中图分类号：TH762．2文献标识码：ADESIGNANDIMPLEMENTAT

2、IONOFSERIESCOMMUNICATIoNSYSTEMBETWEENPC&MICRoCONTRoLLERBASEDoNRS485BUSPengHongwei，BianZhiyuanandLiCuixia(InstituteofSeismology，CEA，Wuhan430071)AbstractThroughtheexperimentstheprincipleofserialcommunicationbetweenPCandmicrocontrollerbasedonRS-485andthechoiceofthechipisintroduced，thenanmethodisgive

3、n，whichcanbeusedforimple—mentingthemulti’pointcommunic．ationbetweenPCandmicrocontroller．Keywords：RS485；seriescommunication；micmcon”oller；muhipointcommunication；industrialcontrol1引言单片机与微机之间以RS-232通信最为常见，微机对外的两个串口COMl、COM2都是专门为RS．232通信而设置的。虽然RS-232的通信方式比较方便，但它也有一些缺点。例如，RS-232只能实现短距离通信，通常只有十余米，要实现长距

4、离通信还得依赖于调制解调器。RS-232对地而言是共模传输方式，而各种电气干扰大多也是对地共模方式，尽管RS一232将信号传输电平提高到一12～+12V，但抗干扰能力仍不理想。RS-485通信方式与RS-232相比有很多优点，首先它的通信距离比RS-232要远得多，通常可以做到数百米甚至千米以上，而且还可以实现多点通信方式，从而可以建立一个小范围内的局域网，因而更有实用价值。Rs-485采用差模信号传输方式，与地电平关系不大，因而它抗干扰的能力比RS-232强得多，即便在信号电压比较小的情况下也能获得稳定的传输‘1

5、。在数据采集和工业控制中多以单片机为基础，在我国多用MCS一51系列单片

6、机。由于计算机上的RS-232协议所传输的距离不能超过30m，所以在远·收稿日期：2009-01-23基金项目：中国地震局地震研究所所长基金(IS200856076)作者简介：彭宏伟，男，1980年生，硕士。主要从事嵌入式系统和智能仪器的研发工作．E—mail：hzimcu@126．coal万方数据增刊彭宏伟等：基于RS-485总线的PC机与单片机串行通信系统的设计与实现123距离数据传送和控制时，需要将RS-232转换成RS一485协议进行远距离传输，但这个转换多是通过购买现成的RS-232／485转换器实现的。在单片机端通过相应的RS-485转换芯片将485信号转换成单片机需要的串口

7、信号，在本文中采用的是MAX485芯片。RS-485协议对数据传送来说是透明的，所以在计算机和单片机的通信程序方面和不用RS-485协议时几乎是一样的【2J。PC机与单片机一般采用应答方式通信，当Pc机控制多个单片机终端时，PC机发送一个地址帧选中一个终端，再对选中的终端进行一对一的通信，实现这种通信方式需要对发送帧的格式和单片机端的相应寄存器进行设置。2系统通信的实现方法微机的串口采用RS-232电平，而MAX485工作在TTL电平，所以由微机串口输出的信号需经电平转换后输入至RS-485芯片才能保证信号的正常传输。实验中使用讯拓公司的9001一B转换器，转换器由微机串口供电，无需外接

8、电源即可将单端的RS一232信号转换为平衡差分的RS-485信号"J。在实际工作过程中，现场情况可能十分复杂，各节点间会存在很高的共模电压。虽然RS-485接口采用的是差分传输方式，具有一定的抗共模干扰能力，但当共模电压超过RS-485接收器的极限接收电压，即大于+12V或小于一7V时，接收器将无法正常工作，严重时甚至会烧毁芯片和仪器设备。解决此类问题的方法是通过DC-DC将系统电源和RS-485收发器的电源隔离，并通过光耦器件将信