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1、铜陵学院毕业设计（论文）学 号 1009211017 毕 业 设 计课 题 采用485总线设计的双向控制系统主机 目 录摘 要IIIABSTRACTIV第1章 前言11.1 双向教学系统控制主机设计目的及意义11.2多机通信研究现状11.3 双向教学系统控制主机设计内容21.3.1基本要求21.3.2需要研究的问题21.4 双向教学系统控制主机的设计思想2第2章 系统设计32.1双向教学系统工作原理32.2双向教学系统的设计方案42.2.1 主机通信方案一42.2.2 主机通信方案二72.2.3 主机硬件设计10第3章 系统理论分析133.1 双向控制系统通信介绍133.1.1数据通信的传输方
2、式133.1.2 串行通信133.2 RS-485构成的多机通信原理143.2.1 RS-485总线标准特性143.2.2 RS-485总线构成的多机通信153.3 主控制器AT89C52简介153.4红外发射原理173.4.1红外通信原理173.4.2红外遥控18第4章 系统硬件电路设计194.1 单片机系统电路设计194.1.1 复位电路194.1.2 晶振电路194.2 红外发射模块电路设计204.3 八位独立键盘设计20第5章 系统调试与整机测试225.1 proteus仿真软件225.2系统调试225.2.1硬件调试225.2.2软件调试225.3整机测试22第6章 结束语27参考文
3、献28致 谢29附件30图片清单图2-1系统主框图3图2-2单片机与RS485总线接口电路4图2-3主从式多机通信结构图4图2-4单片机方式2与方式3时通讯发送数据格式5图2-5方案主机程序路程图7图2-6方案二数据帧格式8图2-7主机向从机发送一帧数据格式9图2-8主机发送前的操作流程图10图2-9调制过程中的波形图11图2-10主机系统框图12图3-1数据通信格式14图3-2采用RS485构成的多机通讯原理框图15图3-3 AT89C52引脚图16图3-4遥控串行数据编码波形图18图 4-1复位电路19图4-2晶振电路20图4-3简单驱动电路20图4-4键盘连接示意图20图5-1电路仿真图
4、23图5-2虚拟串口软件24图5-3串口调试软件24图5-4 hex程序下载图25图5-5遥控输出波形25图5-6串口调试助手有页码显示26表格清单表4-1按键功能介绍21III采用485总线设计的双向控制系统主机 摘 要论文结合我国多媒体教学发展的现状，详细分析了双向教学系统的设计背景与意义，提出了一套基于单片机芯片的可行的双向教学系统的设计方案，并重点介绍了该系统的控制主机的设计与实现方法。双向教学控制系统主机采用485通信方式，应用主从式多机通信系统的原理，所谓主从式结构，即在多个单片机中，一个主机负责通信管理，多个从机服从主机的调度与支配，即可实现与终端机进行双向通信。通信方式为单工通
5、信，主机作为发送方终端作为接收方完成了控制主机的设计。操作请求信号由终端设备经485总线传送给主机设备，系统主机接收到操作请求信号信号后，经过处理后得到录像机、DVD等设备的控制指令信号。该控制指令信号与38KHz经调制处理后，由红外发射二极管发送出去，从而实现远程控制设备的动作。本设计是基于单片机技术，采用AT89C52为控制核心，并用C语言程序来控制AT89C52，使之能实现主机与终端之间的通信。实践证明，主机系统可实现双向通信、远程控制。系统性能可靠、稳定、可连续稳定工作。关键词：主机；485通信；AT89C52；红外线控制IIIThe Design and Implementation
6、 of the Host Design and Implementation of the Bidirectional Teaching SystemABSTRACTAccording to the present development situation in China of multimedia applications in teaching, the thesis analyzed the background and significance of bidirectional teaching system design, and puts forward a feasible
7、design of controllable host of bidirectional teaching system based on SCM chip. Host control of two-way teaching system 485 communication, application of the principle of the master-slave multi-machine communication system, the so-called master-slave structure, in more than one microcontroller, a ho
8、st is responsible for communication management, multiple slaves to obey a host of scheduling and disposable , you can achieve two-way communication with the terminal. Communication is simplex communication to the host as a terminal of the sender as the recipient to complete the design of the control
9、 host. Operation request signal by the terminal device 485 bus transfer to the host device, the system host receives the operation request signal signal, VCR, DVD and other device control command signal after treatment. After modulation processing by the control command signal with 38KHz infrared em
10、itting diodes send out in order to achieve the action of the remote control device.The design is microcontroller-based technology, using AT89C52 to control the core and the C language program to control the on AT89C52 so that it can realize the communication between the host and terminal. Practice h
11、as proved that the host system can achieve two-way communication, remote control. The system is reliable, stable, continuous and stable work.KEY WORD：Host；RS485；AT89C52；Infrared controlV第1章 前言1.1 双向教学系统控制主机设计目的及意义 21世纪是信息时代，数字双向教学的应用将迅速普及到教育行业中。可以说，对于信息的获取、公布和沟通直接影响到教学质量的兴衰成败。同时，在数字化时代，各种新技术、新概念、新的教
12、学方式都将极大地影响到学校的发展。面对国际信息化的潮流，中国的教育业只有尽快实现与国际接轨，才能进一步提高教学质量，培养更多的优秀人才，走科教兴国之路。在我国，数字双向交互系统作为信息产业高速发展的产物，正逐渐成为一项广泛的行业应用。数字双向交互教学系统能帮助学校提高现代化、科技化水平，充分显示学校形象与档次，增加学校特色教学项目种类，有助于学校在教学中独树一帜，获得师生和家长的青睐，并可以为学校特色教学带来直接显著的教与学的质量提高。闭路电视教学系统由计算机、主控制器、卫星、电视信号接收，信号传输、节目播放等部分组成。由于南方湿度大、气温高，录像教材和播放设备不易放在教室里。应由电教中心统一
13、保存管理和控制使用。为了能够控制中心播控室的录像机，要求闭路电视教学系统具有双向控制功能，以便充分发挥插播教学的作用。普通的闭路电视教学系统，接收者只能看，无法控制节目的进程，因此对其进行改造，使接收者不仅能看，还能控制节目的进程。它非常适用于中小学的教学系统。1.2多机通信研究现状随着单片机技术和计算机网络技术的不断发展，特别是在监测和控制网络技术领域的广泛应用，由单片机所组成的多机联网监测和控制系统，已成为单片机技术发展的一个非常重要的趋势。它将计算机的强大的图形处理，数据分析能力与单片机的实时数据采集能力相互结合起来，将单片机的应用从仅仅为传统的自动监视或控制转化为可以形成了一个网络，进
14、行分布式多核系统的发展。单片机是集成电路技术与微型计算机技术高速发展的产物。体积小、应用方便、价格便宜，对干扰的抵抗能力较强，因此，给工业自动化等领域带来了一场重大革命和技术进步。人们就是利用它的这些优点将其广泛应用与分布式的数据传输和工业控制系统中去，比如工业现场，用于分布的去采集数据，界面友好的人机系统，将其放在监控站进行灵活的监控。这几年变频技术又在飞速的发展，在变频控制系统中数据在通信过程中的稳定性和通信方便性是系统功能实现的保障和基础，所以，在实际应用中恰当的借口形式和通信协议尤为重要，单片机由于其自身的特点，在变频技术中又受到极大的亲睐。在工业界中RS485接口组成的半双工网是使用
15、最为广泛点对点网络标准接口。RS485支持半双工方式通信，可以多点连接，最多允许创建多达32个节点的网络而某些驱动器模块可增加至128个。它最大传输距离为1200m，在1200m时最高可支持为100Kbit/s的传输速度。如果想组建可靠性能高德，成本较为低廉，用于多站互连的总线网络是，RS485较为合适。1.3 双向教学系统控制主机设计内容1.3.1基本要求设计一个系统主机，它通过485总线向远程终端发送控制指令，接收远程终端指令，控制本地录像机和DVD的动作，如播放、快进、暂停等。1.3.2需要研究的问题 （1）系统主机与远程终端之间的双向通信； （2）系统主机能够识别远程终端的控制指令，并
16、根据指令执行相应的动作； （3）系统主机可以控制本地设备的动作。1.4 双向教学系统控制主机的设计思想普通的闭路电视教学系统，接收者只能看，无法控制节目的进程，设计系统的智能控制主机，使接收者不仅能看，还能控制节目的进程。对于普通的闭路电视教学系统而言，经济实用是其最大的特点。因此，对于系统主机，采用价格便宜，性价比高的普通单片机作为控制核心来实现对整个系统主机的控制。控制终端通过485总线与系统主机相连接并实现相互通信，通信方式为半双工通信。系统主机通过485总线接收远程终端指令，分析和处理后，再将录像机和DVD所需的动作指令通过红外线发送设备发送出去。从而远程控制本地录像机和DVD的动作，
17、如播放、快进、暂停等。第2章 系统设计2.1双向教学系统工作原理双向教学系统主要分为系统主机和控制终端两个部分。系统主机与控制终端之间采用RS485总线进行双向通信。控制终端通过键盘或遥控器输入控制命令，经过RS485总线将控制命令传送给系统主机。系统主机接收到指令，执行相应的操作，如控制录像机、DVD等设备的动作。系统的主框图如图2-1所示。图2- 1系统主框图模块描述：（1）主机部分 系统主机是整个系统的核心，主要是用来实现对中心机房设备的控制，如录像机、DVD等设备的操作，主机与远程控制终端通过RS485总线相连。系统主机接收到远程控制终端的请求信号后，经过识别、处理，确认控制中心机房设
18、备动作类型后，CPU调出该控制指令的信号，与38KHz载波调制处理后，由红外发射二极管发送出去，从而实现在远程控制终端控制中心机房设备的操作。 （2）控制终端控制终端是相关终端设备的集合，利用键盘或遥控器输入相应的控制命令，控制终端将这些命令通过RS485总线送给系统主机，然后等待系统主机的返回信号。（3）RS-485串行通信部分在由单片机构成的多机串行通信系统中，一般采用主从式结构：主从机可双向通信。并且在一个多机通信系统中，只有一台单机作为主机，各台从机之间不能相互通讯，即使有信息交换也必须通过主机转发。RS-485 总线是一种串行通信总线，实现了多点互联，最多可达256台驱动器和256台
19、接收器，非常便于多器件的连接。不仅可以实现半双工通信，而且可以实现全双工通信。故本设计采用RS-485通信4。RS-485串行总线接口标准采用了平衡驱动和差分接收的方法传输信号，抗共模干扰的能力很强。允许一对双绞线上一个发送器驱动多个负载设备。利用单片机本身提供的简单串行接口，加上总线驱动器，如MAX485等，可组合成简单的RS-485通信网络。图2-2为单片机与RS-485总线接口电路。 图2- 2单片机与RS-485总线接口电路2.2双向教学系统的设计方案双向教学系统是指由两台以上单片机组成的网络结构，可以通过串行通信方式共同实现对某一过程的最终控制。多机通信的网络拓扑形式较多，可分为星型
20、、环形和主从式多机型等多种，其中以主从式多机型应用较多。主从式多机通信系统中，一般有一台主机和多台控制终端。控制终端发送的信息可以传送到各个控制终端或指定控制终端，控制终端发送的信息只能被主机所接收，各控制终端之间不能直接通信，其结构形式如图2-3所示。图2- 3主从式多机通信结构图2.2.1 主机通信方案一本教学系统设计方案采用主从式网络拓扑形式，实现多个单片机之间的通信。双机开始数据传输时，主机先发送地址帧等待从机应答信号，并开始接收完数据后，将根据最后的校验结果判断数据接收是否正确，若校验正确，则向主机发送数据正确信号。由图3可知，主机的RXD、TXD与所有从机的TXD、RXD端向连接，
21、主机发送的信号可被个从机接收，而各从机发送的信息则只能由主机接收。在方案一中，首先解决的是如何识别从机问题，其次才是如何发送数据等。识别从机一般是通过地址来实现的，即给从机分别设定地址信息。MCS-51系列单片机串行通信中的SM2位（多机通信控制位）专门用来识别不同的从机，方案一则主要利用这种方法。MCS-51系列单片机串行口方式2、3很适合主从式的通信结构。当串口以方式2或方式3工作时。发送和接收的每一帧数据都是11位（如图4所示）：1位起始位（0），8位数据位（低位在前），一位可设置的第9位数据位和一位停止位。其中，第9位数据位可用于识别发送前8位数据时地址帧还是数据帧，为1则为地址帧，为
22、0则为数据帧，此位可通过对SCON寄存器的TB8位复制来置位。当TB8为1是，单片机发出的一帧数据中的第9位为1，否则为0。图2- 4单片机方式2和方式3时通信发送数据格式作为教学系统终端接收主机的数据，串行口同样工作在方式2或方式3状态，它的SM2和RB8（接收到的第9位）的组合有如下的特性。若从机的控制位SM2设为1，则当接收数据的第9位是1时，即地址帧时，数据装入SBUF，并置RI为1，向CPU发出中断申请；当接收到第9位是0时，即数据帧是，不会产生中断，信息会被丢弃。若SM2设为0，则无论是地址帧还是数据帧都将产生RI=1中断标志，8位数据均装入SBUF。利用这个特征，单片机在进行主从
23、式多机通信时，系统初始化后，所有从机的SM2均置为1，并处于允许串口中断接收状态，各从机均接收该地址帧，从机接收到该地址帧后，申请中断，转向中断服务程序，各终端从机均接收该地址帧，终端接收到该地址帧后，申请中断，转向终端服务程序，各终端在中断服务程序里判断本机地址是否与主机发送地址相同，若相同，该终端将SM2置为0，并向主机发送回应应答信号。此时，只有主机和被呼叫的从机终端之间能交换数据。因为若该终端的地址与主机发送的地址不同，则该终端继续维持SM2为1，在主机后来发来的数据和命令时，其第9为数据位（RB8）为0，由于SM2为1，终端不会发生中断。（1）硬件设计硬件设计方案一实现的是一个主机多
24、个从机（终端）之间的数据传输，因此，硬件电路也分为主机电路和终端电路。主机和终端的原理图基本一致，终端需要增加本机地址设置电路，否则每个终端需要不同的程序，给实际应用带来不便。在采用不同的通信标准时，还需要进行相应的电平转换，也可以对传输的信号进行电隔离，通常采用RS-232或RS-485串行标准总线进行数据传输。（2）程序设计方案一中，各终端的数目决定于实际应用中，比如说需要多少间教室，就需要多少个终端，依据实际情况而定，发送的数据有数据帧和地址帧，实现起来较为复杂。利用单片机串行控制寄存器SCON中SM2位实现。方案一的通信协议如下：通信双方使用波特率为9600bit/s，串行口采用工作方
25、式3，接收和发送均采用查询查询方式，使用主从式通信。主机与终端开始通信时，主机先发送地址帧等待终端应答。各终端初始化时都处于只接收地址帧的状态。接收到地址帧后，将接收到的地址与本地地址相比较，如果相符，则向主机发送应答信号，并开始接收数据；接收到的地址与自身地址相比较，如果相符，则向主机发送应答信号，并开始接收数据；如果收到地址与自身地址不相符，则处于继续等待地址帧状态。终端在接收完数据后，将根据最后的校验结果判断接收是否正确，若校验正确，则向主机发送数据正确信号。方案一主机流程图如图2-5所示：图2- 5方案一主机程序流程图方案一的实现比较简单，主机与终端串口都工作在方式2或方式3下，各终端
26、之间尽管在同一个网络上，但由于系统构成的是主从式结构，因此他们之间的数据交换式不能直接进行的，都要通过主机的交换来实现，实际上，从电路的连接上来看，各终端之间的构成TXD-TXD和RXD-RXD的关系，也决定了相互之间不能直接通信，但是在实际使用时现场情况更为复杂。若选择此方案很难达到对双向教学系统控制主机功能的充分展示，因此在再三对比后，我决定选择以下方案对我的系统进行设计。2.2.2 主机通信方案二方案二在实际应用中常常采用数据帧中包含地址信息来区分不同终端的方法，这种方法大大降低了主从之间通信的复杂度，并且程序编写更容易理解。（1）设计思想方案二采用数据帧中包含地址信息的方法实现通信功能
27、。主机发送数的数据中包含地址帧信息，主机发送后，所有的终端都能接收到，每个终端从机将自身地址与接收的数据帧中包含的地址相比较，如果与自身地址相同，则进行对应的处理。否则将这帧数据丢弃，串行口继续等待接收数据。当然也可以根据实际功能需要，部分终端从机也可以根据数据帧的地址信息来决定是否接收数据帧，实现主机箱终端“广播”的功能。（2）程序设计由于此种方案通信方式采用在数据帧中包含地址字节信息来区分各终端，因此只与软件有关，硬件接口与方案一完全一样。主机、终端一次发送数据为多个数据组成的一个数据帧，数据帧中包含其实、结束标志、地址、应答信息等，主机或终端接收完一数据帧后，根据数据帧中的标志和地址决定
28、是否保存。接收保存后的数据，有数据帧的功能字节来说明数据字节的意义或者下一步的操作等。根据以上原理，定义数据帧的格式如图2-6所示。图2- 6方案二数据帧格式方案一中，主机、终端的低位区分明显，主机终端任务不同，而本方案介绍的这种方法，主机终端的界限不是很明显，只要数据帧中标志和地址字节变化，就可以实现终端与主机通信，这与任务书中“主机通过485总线（接口芯片为75LBC184）接收下位机控制信号”任务相照应。根据本方案介绍的通信原理，对图中数据帧的个字节定义如下。数据帧以8位字节为基本数据单位，采用十六进制。起始字节：0XAA。主从标志：为0X0F表明这是主机发送的数据帧；为0XF0说明这是
29、从机发送的数据帧。实际上也可以以地址来区分是从机还是主机发送地址帧。功能：数据字节的功能作用，若无数据字节，功能字节就为0X00，采用压缩BCD数据格式。校验和：包括起始字节和结束字节在内的本数据帧的校验和，不包括校验字节本身。采用的校验检验算法：将不包括校验字节和在内的一帧数据想家，丢弃仅为，将计算得到的值作为校验字节。帧长度：数据字节的长度。地址：如果是主机发送的从机，此字节是要接收数据的终端地址。如果是从机既终端发送到主机，此字节是发送数据的终端地址，一般采用十六进制。结束字节：0XDD。例如主机向地址为0X10的终端发送数据0X12,0X34，功能字节为0X55，则发送的一帧数据如图2
30、-7所示以下是采用此种数据格式的主机单片机程序，发送、接收均采用中断方式。设单片机的晶振频率为11.0592MHZ，通信的波特率为9600BIT/S，主机、终端的串行口均采用方式1。在程序发送部分，首先按照通信协议准备数据帧头，然后加入要发送的数据，计算校验和，最后发送整个数据帧，流程图如图2-8所示。图2- 7主机向从机发送一帧数据格式以下是采用此种方案主机发送前操作流程图：图2- 8主机发送前的操作流程图2.2.3 主机硬件设计系统控制主机包括处理器部分和辅助部分。采用单片集成微处理器为控制核心，处理器选择AT89C52单片机。辅助部分主要包括总线接口和红外发射部分。控制信号由终端设备经4
31、85总线传送给主机设备，系统主机接收到控制信号后，经过处理后得到录像机、DVD等设备的控制指令信号，由无线发送设备发送出去。本设计采用红外方式来控制这些设备。系统主机接收到控制信号后，经过处理，确认动作类型后，通过红外发射二极管发射相应的红外码，从而实现控制设备的动作。根据红外发射管本身的物理特性，必须要有载波信号与即将发射的信号相“与”，然后将相“与”后的信号送发射管，才能进行红外信号的发射传送，而在频率为38KHz的载波信号下，发射管的性能最好，发射距离最远，所以在硬件设计上，本设计采用AT89C52产生38KHz的载波信号，与发射信号进行逻辑“与”运算后，通过三极管的功率驱动到红外发光二
32、极管上。 红外发送电路由4001MOS或非门38KHz振荡器，单片机发送控制电路和红外发送管驱动输出电路组成，当单片机P3.4口输出控制信号时，经74LS08与门与38KHz调制后由红外发送管发出38KHz调制红外线。6具体的发射波形如图2-9下图2- 9调制过程中的波形故主机系统中需要用单片机分别产生相应的载波信号和调制信号，如图2-10所示。调制处理红外发射模块键盘输入操作请求信号控制器AT89C52液晶显示时钟芯片载波信号控制信号载波发生器89C2051图2- 10主机系统框图系统中，单片机89C2051芯片使用内部定时器产生频率为38kHz、占空比为1/3的载波信号；单片机AT89C5
33、2芯片接收到终端发送的操作请求信号后，产生相应的调制信号。调制信号和载波信号经过调制处理后得到高频的已调信号，即控制信号，经无线发送设备发送出去。录像机、DVD等设备收到信号后，即可作出相应的动作。第3章 系统理论分析3.1 双向控制系统通信介绍多机系统和单机系统在硬件上的最大不同是需要通讯口。通讯可采用各种方法来实现，对于距离在几米以上的系统，一般均采用串行通讯。它又分为同步和异步两种方式，前者速度快，通讯距离较近，后者速度慢，但通讯距离远。一般的工业控制和数据采集系统，在数据传输量不大的情况下，采用异步方式比较方便。通讯的物理媒介也有许多种，如采用无线电通讯或电话线通讯，这是一般采用异步方
34、式，并应加入调制解调器，它的通讯距离最远可达几十公里以上；如果采用电缆通讯，可采用RS232或RS-422、RS-485等方式，后者可采用一般的双绞线进行通讯，具有传输距离远、抗干扰能力强等优点，在通讯距离较远时，应采用RS-485总线等通信方式。3.1.1数据通信的传输方式单工、半双工、全双工和多工方式为数据通信常用的传输方式。（1）单工方式数据只能够按照一个方向传输，要么发送，要么接收。一般仅用于串行口的打印数据传输与简单系统间的数据采集。（2）半双工方式：这种传输方式，数据可以发送也可以接收，但是不可以同时发送或接收，在实际应用中是通过某种来切换发送或接收。（3）全双工方式：，允许同时接
35、收和发送，这种线路复杂且设备昂贵。（4）多工方式多工工作方式顾名思义就是在一天数据线上传输多种不同的频率信号，要想实现这一功能，就需要使用多路复用器或者是多路集线器使用频分、时分或码分复用技术来完成。此外数据通信方式还可以分为：串行通信和并行通信。（1）串行通信8位二进制数数字信号，使用一条数据线按照次序一个位一个位的传送，叫串行通信。（2）并行通信使用8条数据线分别传送8位二进制数数字信号，一次传送一个字节，叫并行通信。3.1.2 串行通信（1）串行数据通信两种形式异步通信：从字面上的意思来看，它们的工作是不同步的，发送和接受的数据是使用的是不同的时钟频率。数据是一帧一帧发送的，在每一帧里面
36、是有一个起始位和终值位，在中间是数据，有在其中还有校验位。同步通信：同步通信需要收发双方的时钟频率必须保持完全一致。传输数据之间必须为位间隔的整数倍。各个传送的字符间不留间隙，位和字符都必须保持同步。通过两种方法实现发送方对接收方的同步。首先我们一下就可以猜到同步通信是比异步通信快很多，但是同步通信得的电路更加的复杂。需要的硬件电路更加复杂。两者数据传输格式如图3-1所示：图3- 1通信数据格式（2）串行数据通信的传输速率串行数据传输速率通常有为波特率。波特率的定义：串行口每秒发送（或接收）的位数。设发送一位所需要的时间为T，则波特率为1/T。在具有调制解调器的通信中，波特率与调制速率有关。3
37、.2 RS-485构成的多机通信原理RS-485 总线是一种采用平衡发送和差分接收方式串行通信总线，一般是使用双绞线里传输。TTL电平在发送端的TXD将会被转化为两路差分信号，经传输后在接收端再将差分信号还原成TTL电平信号。由于是采用差分传输的方式，因此有极强的抗共模干扰的能力并且具有很高灵敏度。由于结构的原因最大传输距离和传输速度相对于RS232也大大的提高了。RS-485能在长距离、高速率下传输数据。它的最大传输率为10Mbit/s，电缆允许长度为12m，如果采用较低传输速率时，最大传输距离可达1219m。RS-485可以比较实用与分布式网络系统中，最多可达256台驱动器和256台接收器
38、，在多器件连接中较为方便。3.2.1 RS-485总线标准特性传输方式：差分 差分共模电压最大为+12V；最小为-7V传输介质：双绞线 差分的输入范围较广：-7V+12V标准节点数：32 接收器的输入灵敏度：200mV最大通信距离：1219m 接收器输入阻抗标准：12k（1）RS-485的电气特性：接口信号电平比RS-232-C降低了。+2到+6V为两线间的电压差，是表示逻辑“1”；2到6V为逻辑“0”。电平降低了会减少对接口芯片的损害，该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。（2）RS-485的数据最高传输速率为10Mbps。（3）RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合
39、，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。（4）RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达 3000米，另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。而 RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力，这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。由于RS-485接口传输距离长，良好抗噪声干扰性还有其多站能力的等特点所以一般首先选择的是它。RS-485接口需二根连线组成半双工网络，因此一般RS-485接口都是采用屏蔽双绞线传输并且 RS-485接口连接器采用的是DB-9的9芯插头座。（5）RS-485编程：485的串口定义
40、很灵活只有电压和阻抗什么的，编程方式和普通的串口编程一样。3.2.2 RS-485总线构成的多机通信在由单片机构成的多机串行通信系统中，一般采用主从式结构，系统中有1个主机（单片机或其他有串行接口的微机）和多个单片机组成的从机系统。主机的RXD与所有从机的TXD端相连，TXD与所有从机的RXD端相连，主从式是指多机系统中，只有一个主机，其余全是从机。主机发送的信息可以被所有从机接收，任何一个从机发送的信息，只能由主机接收。从机和从机之间不能进行直接通信，只能经主机才能实现，采用RS485构成的多机通讯原理框图，如图3-2所示。图3- 2采用RS485构成的多机通讯原理框图将在匹配电阻接在总线末
41、端的目的是，吸收总线上的反射信号，保证正常传输信号干净、无毛刺。总线的特性阻抗与匹配电阻的取值应该是相当的。为了保证传输中信号不夹带杂质和干扰，在总线的尾部加上一个匹配电阻，将线路中的反射信号吸收了。该电阻的取值大小要和总线的阻抗特性相互匹配才行。在总线闲置时，总线是出于悬浮的状态的，这时干扰信号比较容易加在总线上，我们在设计电路是在差分信号A+与+5V电源之间加了一个10K的电阻，在A+和B-及B-和地之间加上同阻值的电阻，这样就构成一个电阻网络，在没有信号在总线时，正端A+有3.2V而B-有1.6V这样导致在有干扰的状态下很难产生起始信号，因此加强了抗干扰的能力。3.3 主控制器AT89C
42、52简介AT89C52是低功耗高性能单片机，采用40脚双列直插封装方式，可以使用Keil C进行软件开发。1、主要性能参数 （1）8位微处理器（CPU）；（2）数据存储器（256B RAM）；（3）程序存储器（8KB Flash ROM）；（4）4个8位可编程并行I/O口（P0口、P1口、P2口和P3口）；（5）1个全双工的异步串行口；（6）2个可编程的16位定时器/计数器； （7）中断系统具有5个中断源、5个中断向量；（8）特殊功能寄存器（SFR）26个；（9）低功耗模式有空闲模式和掉电模式，且具有掉电模式下的中断恢复模式；（10）3个程序加密锁定位。 图3- 3 AT89C52引脚图2、功
43、能特性的概述AT89C52主要具有以下功能：8位CPU，片内有8K字节Flash，如果容量不够片外可扩展为64K，片内256字节内部RAM，片外最多64Kb，4个8位的并行I/O口线，两个16位定时/计数器，一个全双工串行通信口，具有5向量两级中断结构，两种软件可选的节电工作模式被支持。在空闲方式下会停止CPU的工作，但RAM，定时、计数器，串行通信口及中断系统将可以继续工作，在掉电方式下会保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。3、引脚功能说明AT89C52引脚说明和分布图如图3-3所示。（1）VCC（40脚）：+5V电源。 （2）VSS（20脚）：数字
44、地。（3）XTAL1（19脚）：片内振荡器反相放大器和时钟发生器电路输入端。用片内振荡器时，该脚接外部石英晶体和微调电容。外接时钟源时，该脚接外部时钟振荡器的信号。（4）XTAL2（18脚）：片内振荡器反相放大器的输出端。当使用片内振荡器，该脚连接外部石英晶体和微调电容。当使用外部时钟源时，本脚悬空。（5）RST (RESET，9脚)复位信号输入，在引脚加上持续时间大于2个机器周期的高电平，可使单片机复位。正常工作，此脚电平应 0.5V。（6）EA/VPP (Enable Address/Voltage Pulse of Programing，31脚)EA：引脚第一功能：外部程序存储器访问允许
45、控制端。EA=0，在PC值不超出0FFFH（即不超出片内4KB Flash存储器的地址范围）时，单片机读片内程序存储器（4KB）中的程序，但PC值超出0FFFH （即超出片内4KB Flash地址范围）时，将自动转向读取片外60KB（1000H-FFFFH）程序存储器空间中的程序。 EA=1，只读取外部的程序存储器中的内容，读取的地址范围为0000HFFFFH，片内的4KB Flash 程序存储器不起作用。 VPP：引脚第二功能，对片内Flash编程，接编程电压。（7）P0口：8位，漏极开路的双向I/O口当外扩存储器及I/O接口芯片时，P0口作为低8位地址总线及数据总线的分时复用端口。P0口也
46、可用作通用的I/O口，需加上拉电阻，这时为准双向口。作为通用I/O输入，应先向端口写入1。可驱动8个LS型TTL负载。（8）P1口：8位，准双向I/O口，具有内部上拉电阻。准双向I/O口，作为通用I/O输入时，应先向端口锁存器写1P1口可驱动4个LS型TTL负载。P1.5/MOSI、P1.6/MISO和P1.7/SCK可用于对片内Flash存储器串行编程和校验，它们分别是串行数据输入、输出和移位脉冲引脚。（9）P2口：8位，准双向I/O口，具有内部上拉电阻。当AT89S51扩展外部存储器及I/O口时，P2口作为高8位地址总线用，输出高8位地址。P2口也可作为普通的I/O口使用。当作为通用I/O输入时,应先向端口输出锁存器写1。P2口可驱动4个LS型TTL负载。 （10）P3口：8位，准双向I/O口，具有内部上拉电阻。可作为通用的I/O口使用。作为通