基于单片机应用系统的串行通信设计

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  •  1 引 言

      在红外成像技术的电力设备状态检测系统中,基于AT89C51单片机的应用系统,采用美国雷态公司的型号为3iLRL3的非接触式红外测温仪。该测温仪采用的是RS232C串行通信标准接口,该接口在很多通信设备中通用,目前与PC机的直接串行通信也是RS 232C接口。尽管RS232C性能指标并非很好,但还是有广泛的市场支持。就可以方便的在2个数字设备之间进行信息的交换,实现全双工的传送数据,硬件成本低。而且通用性好。

      2 串行通信的硬件设计

      串行通信是指 使用一条数据线,将数据一位一位地依次传输,每一位数据占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息,特别使用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。

      在所开发的系统中。红外测温仪将检测电力没备的工作和环境温度,通过RS 232C串口传给单片机,同时由单片机控制检测装置的在线工作组态,红外检测装置的工作组态的制订和选择是由上位PC机来完成的,这样,以单片机为核心组成的控制电路是数据的中转站,上位PC机下传红外测温仪的在线工作组态。在这里单片机与PC机的串行通信接口还是RS 232C的标准通信。AT89C51单片机仅有一个串口,这就要解决另一个串口外扩问题,系统利用的通用串行通信接口芯片8251A来扩展。该系统的串行通信的硬件电路如图1所示。

    基于单片机应用系统的串行通信设计

      RS-232是EIA(Electronics Industries Association)电平。信号电平采用负逻辑,逻辑"1"=一12V,逻辑"0"=+12 V。这与单片机的TTL信号电平不兼容,所以RS232C与89C51单片机的串口RXD(串行接收口)和TXD(串行发送口)不能直接连接,需要跨接一个转换器在RS232C与TTL电路之间进行电平转换。输出RS 232C电平。MC1489是接收RS 232C电平,输出TTL电平,该电平转换接口的不便之处是需要±12 V工作电压,并且功耗较大。不适用于低功耗的系统。

      在系统中,红外测温仪与PC机2个串行口,而89C51只有1个串口,利用可编程通用串行接口芯片8251A实现与上位Pc机通信,由于8251A串口芯片的片选端CS接到74LS138译码器的Y2.因此8251A的口地址为OA000H,RXCLK和TXCLK接收和发送时钟都连接51的T1口,利用T1作为波特率发生器[1]。

      3 软件设计

      AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

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