基于AT89S51的雙機(jī)串行通信的硬件連接

★★★★★【文章導(dǎo)讀】：基于AT89S51的雙機(jī)串行通信的硬件連接具體內(nèi)容是：at89s51單片機(jī)串行口的輸入、輸出均為ttl電平。這種以ttl電平串行傳輸數(shù)據(jù)的方式，抗干擾性差，傳輸距離短，傳輸速率低。為了提高串行通信的可靠性，增大串行通信的距離和提高傳輸速率，一般都采用標(biāo)準(zhǔn)串行接口，如r…

來源：日期：2013-12-18 14:01:04 人氣：標(biāo)簽：

　　at89s51單片機(jī)串行口的輸入、輸出均為ttl電平。這種以ttl電平串行傳輸數(shù)據(jù)的方式，抗干擾性差，傳輸距離短，傳輸速率低。為了提高串行通信的可靠性，增大串行通信的距離和提高傳輸速率，一般都采用標(biāo)準(zhǔn)串行接口，如rs-232、rs-422a、rs-485等來實(shí)現(xiàn)串行通信。
　　
　　根據(jù)at89s51單片機(jī)的雙機(jī)通信距離和抗干擾性的要求，可選擇ttl電平傳輸，或選擇rs-232c、rs-422a、rs-485串行接口進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳輸。
　　
　　1．ttl電平通信接口
　　
　　如果兩個(gè)at89s51單片機(jī)相距在1.5 m之內(nèi)，它們的串行口可直接相連。甲機(jī)的rxd與乙機(jī)的txd端相連，乙機(jī)的rxd與甲機(jī)的txd端相連，從而直接用ttl電平傳輸方法來實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通信。
　　
　　2．rs-232c雙機(jī)通信接口
　　
　　如果雙機(jī)通信距離在1.5～15 m之間時(shí)，可利用rs-232c標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的雙機(jī)通信，接口電路如下圖所示。
　　

　　上圖中的芯片max232a是美國maxim（美信）公司生產(chǎn)的rs-232c雙工發(fā)送器／接收器電路芯片。
　　
　　3．rs-422a雙機(jī)通信接口
　　
　　rs-232c雖然應(yīng)用很廣泛，但其推出較早，有明顯的缺點(diǎn)：傳輸速率低、通信距離短、接口處信號容易產(chǎn)生串?dāng)_等。國際上又推出了rs-422a標(biāo)準(zhǔn)。rs-422a與rs-232c的主要區(qū)別是，收發(fā)雙方的信號地不再共地，rs-422a采用了平衡驅(qū)動和差分接收的方法。每個(gè)方向用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖莾蓷l平衡導(dǎo)線，這相當(dāng)于兩個(gè)單端驅(qū)動器。輸入同一個(gè)信號時(shí)，其中一個(gè)驅(qū)動器的輸出永遠(yuǎn)是另一個(gè)驅(qū)動器的反相信號。于是兩條線上傳輸?shù)男盘栯娖剑?dāng)一個(gè)表示邏輯1時(shí)，另一條一定為邏輯0。若傳輸過程中，信號中混入了干擾和噪聲（以共模形式出現(xiàn)），由于差分接收器的作用，就能識別有用信號并正確接收傳輸?shù)男畔ⅲ垢蓴_和噪聲相互抵消。
　　
　　因此，rs-422a能在長距離、高速率下傳輸數(shù)據(jù)。它的大傳輸率為10 mbit/s，在此速率下，電纜允許長度為12 m，如果采用較低傳輸速率時(shí)，大傳輸距離可達(dá)1219 m。
　　
　　為了增加通信距離，可以在通信線路上采用光電隔離方法，利用rs-422a標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行雙機(jī)通信的接口電路如下圖所示。
　　

　　在上圖中，每個(gè)通道的接收端都接有3個(gè)電阻r1、r2和r3，其中r1為傳輸線的匹配電阻，取值范圍為50 ω～1 kω，其他兩個(gè)電阻是為了解決第一個(gè)數(shù)據(jù)的誤碼而設(shè)置的匹配電阻。
　　
　　為了起到隔離、抗干擾的作用，上圖中必須使用兩組獨(dú)立的電源。
　　
　　上圖中的sn75174、sn75175是ttl電平到rs-422a電平與rs-422a電平到ttl電平的電平轉(zhuǎn)換芯片。
　　
　　4．rs-485雙機(jī)通信接口
　　
　　rs-422a雙機(jī)通信需四芯傳輸線，這對工業(yè)現(xiàn)場的長距離通信是很不經(jīng)濟(jì)的，故在工業(yè)現(xiàn)場，通常采用雙絞線傳輸?shù)膔s-485串行通信接口，它很容易實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信。rs-485是rs-422a的變型，它與rs-422a的區(qū)別在于：rs-422a為全雙工，采用兩對平衡差分信號線；而rs-485為半雙工，采用一對平衡差分信號線。rs-485對于多站互連是十分方便的，很容易實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信。rs- 485標(biāo)準(zhǔn)允許多并聯(lián)32臺驅(qū)動器和32臺接收器。下圖所示為rs-485雙機(jī)通信接口電路。rs-485與rs-422a一樣，大傳輸距離約為1219 m，大傳輸速率為10 mbit/s。通信線路要采用平衡雙絞線。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100 kbit/s速率以下，才可能使用規(guī)定的長電纜。只有在很短的距離下才能獲得大傳輸速率。一般100 m長雙絞線大傳輸速率僅為1 mbit/s。
　　

　　在上圖中，rs-485以雙向、半雙工的方式來實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通信。在at89s51單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)送或接收數(shù)據(jù)前，應(yīng)先將sn75176的發(fā)送門或接收門打開，當(dāng)p1.0=1時(shí)，發(fā)送門打開，接收門關(guān)閉；當(dāng)p1.0=0時(shí)，接收門打開，發(fā)送門關(guān)閉。
　　
　　上圖中的sn75176芯片內(nèi)集成了一個(gè)差分驅(qū)動器和一個(gè)差分接收器，且兼有ttl電平到rs-485電平、rs-485電平到ttl電平的轉(zhuǎn)換功能。此外常用的rs-485接口芯片還有max485。
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