cuiguoxian基于max485双机通信系统的毕业设计

cuiguoxian基于max485双机通信系统的毕业设计内容摘要：

收电路的发送控制端及接收控制端在硬件电路连接和软件编程中起着重要作用。 芯片应用示例 图 MAX485应用于双机通信 图 MAX485应用于多机通信 设计中 单片机和 MAX485 构成通信系统时的电路连接简单示意为图。 图 AT89S51和 MAX485构成 双机 通信系统时 电路连接 河南机电高等专科学校毕业设计 /论文 13 20mA 电流环 串行接口 20mA 电流环串行接口也是目前串行通讯广泛使用的一种接口电路 ,但未形成正式标准。 这种接口要比 RS232C 接口简单的多 ,它只有 4 根线 :发送正 ,发送负 ,接收正 ,接收负四根线组成一个输入电流回路 ,一个输出电流回路。 当发送数据时 ,根据数据的逻辑 0,有规律的使回路形成通、断状态 ,即回路无电流表示逻辑 0,有 20mA 电流时表示逻辑 1。 电流环路串行通讯接口的最大优点是低阻传输线对电气噪声不敏感 ,易实现光电隔离。 因此 ,在长距离传输时 ,要比 RS232C 优越得多。 电 流环在低速度传输时 ,传输距离可达 1000m,电流环数据信号调整电路如图 所示。 图 电流环数据信号调整电路 应当指出 ,对 RS422A、 RS423A 与 RS485 总线 , 表 各项性能对比 中所列出的 最大 传输 速率 和 最大 传输 距离 并不能同时达到。 传输 距离 长时 ,传输 速率 就低一些；传输 距离 短时 ,传输 速率 就高一些。 传输速率和传输距离的关系如 图。 图 传输速率和传输距离 的关系 河南机电高等专科学校毕业设计 /论文 14 表 RS232C、 RS422A与 RS485各项性能对比 RS232C RS422A RS485 20mA电流环 功能 双向，全双工 双向，全双工 双向，半双工 双向，全双工 传输方式 单端 差分 差分 20mA电流阻断 逻辑 0电平 3V～ 15V 2V～ 6V ～ 6V 0mA 逻辑 1电平 3V～ 15V 2V～ 6V ～ 6V 20mA 最大速率 20Kbit/s 10Mbit/s 10Mbit/s / 最大距离 30m 1200m 1200m 1000m 驱动器加载输出电压 177。 5V～ 177。 15V 177。 2V 177。 / 接收器输入灵敏度 177。 3V 177。 177。 / 接 收 器输入阻抗 3～ 7k欧姆 ﹥ 4k欧姆 ﹥ 7k欧姆 / 组态方式 点对点 1台驱动器 10台接收器 32台驱动器 32台接收器 点对点 抗干扰能力 弱 强 强 强 传输介质 多芯电缆 二对双绞线 一对双绞线 多芯电缆 常用驱动器芯片 MC1488 SN75174等 SN75174等 / 常用接收器芯片 MC1489 SN75175等 SN75175等 / 实践证明 ,在构成 RS485 总线互连网络时 ,通常需要考虑下列几个问题。 1． 传输线的选择和阻抗匹配。 在差分平 衡系统中，一般采用双绞线作为信号传输线（感应电动势相互抵消）。 双绞线的特性阻抗一般在 110～ 130 欧姆之间，通常在传输线末端接一个 120 欧姆的电阻进行阻抗匹配。 2． 隔离 及信号转换 RS485 在多站互连时，相距较远的不同站之间的地电位差可能很大，各站若直接连网，则很有可能导致接口芯片的损坏，可以通过将各站的串行通信接口电路与其它站进行电气隔离 ；完成信号转换的通常采用 SN75176 及 MAX485 等。 3. 抗静电放电冲击 及传输线的铺设及屏蔽 可选用带静电放电保护的 RS485 接口器件，或在传输信号线上加钳位电路。 在系统安装时，传输线单独铺设，不与交流动力线铺设在同一条电缆沟中。 强信号线与弱信号线避免平行走向，两者尽量正交。 河南机电高等专科学校毕业设计 /论文 15 第 3 章 系统硬件电路的组成 AT89S51 简介 AT89S51 内部结构特性 AT89S51 有 ： (1)8 位 CPU； (2)128BRAM； (3)4KROM； (4)16 根 AB（ address bus）可寻址 64KB 片外 ROM 及 RAM； (5)各 8 位的 P0、 P P P3 口 ,其中 P0口为内部不带上拉电阻 ( CMOS 管构成 )的双向口及分时提供低 8位地址和数据 ； P1 和 P2 及P3 口为内部带有上拉电阻 ( CMOS 管构成 )的准双向口 ； P2 口 用作高 8 位地址和普通的 I/O 口 ； P3 口除了作普通的 I/O 口外它的的每一位具有第二功能 ，即从低位到高位分别为 RXD,TXD,INT0,INT1,T0,T1,WD,RD； (6)全双工的异步串行口 ； (7)两个 16位的定时器 /计数器 ； (8)五个中断源 ： 外部中断 0, 外部中断 1, 定时器 /计数器 T0, 定时器 /计数器 T1, 串行口中断 RI/TI， 两个中断优先级由 IP 控制 ；（ 9） 有强大的布尔处理 ， 即位操作能力 ， 可以完成各种逻辑运算。 图 AT89S51的 DIP管脚排列 图 AT89S51 引脚定义及功能特性 如图 AT89S51 的 采用 40 脚（ DIP）形式的 管脚排列 ， 现讲解一下 它的引脚的名称和功能及注意问题。 河南机电高等专科学校毕业设计 /论文 16 (主电源引脚及对应关系 ) (1) Vcc（ 20 脚）： 接 +5V。 (2) Vss（ 40 脚）： 接地。 电路引脚 XTAL2 和 XTAL1（如图 所示） 图 时钟电路引脚 XTAL2和 XTAL1的 电路连接 Reset（ 9 脚 ） 第一功能 : 复位 ， 当 Reset 端保持两个机器周期以上的高电平时 ， 可对单片机进行复位操作。 第二功能 :Vpd 是内部电源的输入端 ， 当主电源掉电或低于规定电平时 ， 由 Vpd向内部 RAM 供电 ， 以保证片内 RAM 中的信息不丢失 ， 使上电后能正常工作。 P0、 P P2 及 P3口均在上一页做了简要说明 ,在此不再 赘言。 ALE： 第一功能 ， 由于在访问外部 ROM/RAM 时 ， P0口分时提供低 8 位地址和数据 ， 为了使数据和地址不至于混淆 ， 通常先送地址后送数据 ， ALE(允许地址 锁 存 )用来将 P0 口输出的 低 8 位地址 锁 存 ， 从而实现低 8 位地址和数据的分离。 第二功能 ， 在不访问外部 ROM/RAM 时 ， ALE 将以时钟振荡频率的 1/6 的固定频率输出。 每当访问一次外部 ROM， ALE 将减少一次脉冲 ； ALE 口能驱动 8 个 LSTTL 负载。 /PSEN： 第一功能 ， 外部 ROM 的读选通信号的输出端 ， 当访问外部的 ROM 时 ，它将定时产生负脉冲作为 ， 外部 ROM 的读选通信号每个机器周期有效 2 次 ， 能驱动 8 个 LSTTL 负载。 /EA 为 读 ROM 控制信号 ：当 /EA=1 时 ， CPU 访问内部 ROM； /EA=0时 ， CPU 访问外部 ROM； 对无外部 ROM 的 /EA 要接高电平即 Vcc， 对无内部 ROM 的 /EA 要接低电平即 Vss， 此要点从 本次设计的 实验板上可 以 清楚地 观察到。 AT89S51 的 定时器 /计数器、中断和串行口 由于本设计用到了 定时器 /计数器 处于定时方式下模式 2（自重载） ， PCON（电源控制及波特率选择）以及 SCON（串行控制），故讲解一下 51 单片机 的定时器 /河南机电高等专科学校毕业设计 /论文 17 计数器、中断。 51单片机有两个可编程的定时器 /计数器 t0 和 t1，可由程序选择作为定时器用或作为计数器用，由程序设定定时时间或计数值；定时器 /计数器具有四种不同的工作方式 可由程序选择 及设置 ；任一定时器 /计数器在定时时间到或计数值到时，可由程序安排产生中断请求信号或不产生中断请求信号 并进行相应的处理。 2. 定时 /计数器的工作方式 定时器 /计数器 0由特殊 功能寄存器 TL0（低 8 位）和 TH0（高 8 位）构成，定时器 /计数器 T1由 特殊 功能寄存器 TL1（低 8 位）和 TH1（高 8 位）构成。 特殊功能寄存器 TMOD 控制定时 /计数器 寄存器的工作方式， TCON 则用于控制定时器 /计数器 T0 和 T1 的启动和停止计数，同时管理定时器 T0 和 T1 的溢出标志等。 程序开始时需对 TL0、 TH0、 TL1 和 TH1 进行初始化编程，以 及 定义它们的工作方式和控制 T0 和 T1 的计数。 MCS51 的定时 /计数器共有四种工作方式。 （ 1） 工作方式 0 定时 /计数器 T0 的工作方式 0 电路逻辑结构见图 （定时 /计数器 1 与其类似 ），工作方式 0 是 13 位计数结构的工作方式，其计数器由 TH0 的全部 8 位和 TL0的低 5位构成， TL0的高 3 位没有使用。 当 =0 时，多路开关接通 振荡脉冲的 12分频输出， 13位计数器 依次 进行计数 ， 这就是定时工作方式。 当 =1时，多路开关接通计数引脚（ To），外部计数脉冲由 引脚 To（ ） 输入。 当计数脉冲发生负跳变时，计数器加 1，这就是我们常称的计数工作方式。 图 /计数器 T0 方式 0结构 定时 /计数器 T0 的工作方式 0 时 ，当 TL0 的低 5 位溢出时， 会向 TH0 进位，而全部 13 位计数器溢出时，则会向计数器溢出标志位 TF0 进位。 我们讨论门控位 GATE 的功能， GATE位的状态决定定时器运行控制取决于 TR0的一个条件还是 TR0 和 INT0 引脚这两个条件。 当 GATE=0时，由于 GATE信号封锁河南机电高等专科学校毕业设计 /论文 18 了 或 门，使引脚 INT0 信号无效 ， 这时候如果 TR0=1，则接通模拟开关，使计数器进行加法计数，即定时 /计数工作。 而 TR0=0，则断开模拟开关，停止计数，定时 /计数不能工作。 当 GATE=1 时， 或 门的输出端由 TR0 和 INT0 电平的状态确定，此时如果TR0=1， INT0=1 与门输出为 1，允许定时 /计数器计数，在这种情况下，运行控制由 TR0 和 INT0 两个条件共同控制， TR0 是确定定时 /计数器的运行控制位，由软件置位或清“ 0”。 如上所述， TF0 是定时 /计数器的溢出状态标志，溢出时由硬件置位， TF0 溢出中断被 CPU 响应时，转入中断时硬件清“ 0” ， TF0 也可由程序查询和清“ 0”。 （ 2） 工作方式 1 当 M1M0=01 时，定时 /计数器处于工作方式 1，仍以定时器 0 为例， 其计数器由 TH0的全部 8位和 TL0的低 8位构成 ， 定时器 1工作方式 1时原理 类似。 （ 3） 工作方式 2 当 M1M0=10 时 ,定时 /计数器处于工作方式 其 等效电。