RS-232接口与各种不同的串口进行通信的通用串口适配器设计.doc
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1、RS-232接口与各种不同的串口进行通信的通用串口适配器设计1 引言串行通信的广泛应用可使各种传输设备有机地连成一体,能够安全可靠地进行数据交换和信息传递。但是由于各个设备传输信道上的信号不同,所应用的串口也各种各样,要完成众多设备相互之间的通信,就必然要涉及到各个设备之间的串口转换问题。为了使计算机的RS-232接口与各种不同的串口进行通信,从而测试或控制不同设备的工作状态,本文设计了一种通用串口适配器,适配器有4个对外接口,其中,1口连接控制计算机,2、3、4口连接不同标准串口的通信设备,如图1所示。2 硬件设计为了实现对适配器的自动控制以及扩展其他接口,采用了C8051F020单片机。适
2、配器选用了C8051F020微处理器、MAX4534电子模拟开关、MAX232电平转换器以及RS-485RS-422信号转换器MAX491等。整个系统以C8051F020为核心,原理框图如图2所示。通过串口1控制从上位机串口发送的数据的接收、存储和判别,然后通过串口2控制电子模拟开关,使其内部的模拟开关接通相应的串口,最后实现计算机与各个串口的通信。 2.1 与上位机通信电路C8051F020引脚的信号电平为TTL类型,而PC机串口的异步串行通信基于RS-232标准。两者通信信号的逻辑电平不一致,必须进行信号电平转换。因此,选用Maxim公司的MAX232实现TTL电平与RS-232电平的双向
3、转换。MAX232包含两路接收和驱动器,适用于各种EIA-232C和V.28V.24的通信接口。该器件内置一个电源电压转换器,可将5 V电压转换成RS-232C输出电平所需的10 V电压。所以,采用此器件的串行通信系统只需单一的+5 V电源。串口通信的RS-232通信距离以不超过12 m为宜。接口采用9针串口DB9,串口传输数据只要有接收数据引脚和发送引脚就可实现。 2.2 模拟开关控制电路该控制电路主要由MAX4534(一对四)完成。地址端A0和A1与单片机IO端口相连,开关1、2、3、4分别与各测试设备的串口相连,MAX4534的内部连接逻辑如图3所示。当上位机实现与单片机的握手后,若与R
4、S-422口通信。则需先发送一个检测信号TEST,该信号经MAX232电平转换后,送至单片机C8051F020,单片机接收到信号后,通过其IO端口P6.0和P6.1的输出状态分别控制开关MAX4534的地址端A0和A1。若A0和A1均为0,则接通开关NO1,如表1所示,使检测电路的MAX491接收端处于导通状态,从而形成通路。此时单片机回发一个通路信号给上位机,当上位机接收到通路信号后,MCU的串口TXD端就可自由发送数据,从设备发来的回应信号也可以被MCU正常接收,从而完成整个通信过程。2.3 RS-232(TTL电平)接口电路设计因为从单片机引脚出来的信号为TTL电平,所以TTL电平的RS
5、-232接口无需进行电平转换,可以直接通过模拟开关MAX4534与串口相连。对于五线RS-232接口,由于C8051F020串口只有两根线连接RXD和TXD,RTS和CTS通过其两个IO口实现。2.4 RS-422接口的转换电路设计RS-232串行接口属于个人计算机(PC)及电信应用领域中最为成功的串行数据标准;而RS-422串行接口则是工业应用领域中最为成功的串行数据标准。上述这些数据标准并不直接相互兼容。RS-422标准全称为平衡电压数字接口电路的电气特性,它定义了接口电路的特性,与RS-232不同,RS-422数据信号采用差分传输方式,也称作平衡传输,它使用一对儿双绞线,将其中一条线路定
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