基于MAX1487芯片的遠(yuǎn)程多機(jī)通訊應(yīng)用
Ｔｈｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｏｎｇ－ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｍｕｌｔｉ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＡＸ１４８７
(四川大學(xué)) 張行 佃松宜 汪道輝
Zhang,Hang Dian,Songyi Wang,Daohu
摘要?押 文章介紹了美國ＭＡＸＩＭ公司的ＭＡＸ１４８７芯片在ＲＳ４８５標(biāo)準(zhǔn)接口中的應(yīng)用,給出ＭＡＸ１４８７芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、管腳功能及其工作原理,并提供了其在ＰＣ機(jī)與單片機(jī)遠(yuǎn)程多機(jī)串行通訊的應(yīng)用電路、通信原理、數(shù)據(jù)包協(xié)議、通訊程序流程圖。另外,還介紹了單片機(jī)Ｃ５１編寫的通訊軟件及用Ｃ＋＋ Ｂｕｉｌｄｅｒ建立在Ｗｉｎｄｏｗ９８／９５環(huán)境下的計算機(jī)端通信軟件的實現(xiàn)。
關(guān)鍵詞?押ＲＳ４８５; 多機(jī)通信; 數(shù)據(jù)包協(xié)議; Ｆｒａｎｋｌｉｎ／Ｋｅｉｌ Ｃ５１; Ｃ＋＋ Ｂｕｉｌｄｅｒ Ａｂｓｔｒａｃｔ?押 Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ?熏 ｔｈｅ ＭＡＸ１４８７ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ ＭＡＸＩＭ Ｃｏｒｐ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＲＳ４８５ ｂｕｓ ｉｎ ｓｏｍｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｂｒｉｅｆｌｙ?熏 ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｉｎｎｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｉｎｓ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?熏 ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ?熏 ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?熏 ｄａｔａ ｐｒｏｔｏｃｏｌ?熏 ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒａｍ ｂｅｔｗｅｅｎ ＰＣ ａｎｄ ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ ｉｎ ｌｏｎｇ－ｄｉｓｔａｎｃｅ ｓｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ?熏 ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ ｉｎ ｌａｎｇｕａｇｅ Ｃ５１ ａｎｄ ＰＣ ｉｎ Ｃ＋＋ Ｂｕｉｌｄｅｒ ｉｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ?押 ＲＳ４８５; Ｍｕｌｔｉ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ; Ｄａｔａ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ; Ｆｒａｎｋｌｉｎ／Ｋｅｉｌ Ｃ５１; Ｃ＋＋ Ｂｕｉｌｄｅｒ 隨著微機(jī)特別是單片機(jī)的發(fā)展,其應(yīng)用已從單機(jī)逐漸轉(zhuǎn)向多機(jī)或連網(wǎng),其中遠(yuǎn)程通訊具有很強(qiáng)的實際意義,在實踐中得到越來越廣泛的應(yīng)用。ＲＳ４８５是一種抗干擾能力強(qiáng)、能有效延伸數(shù)據(jù)傳輸距離、便于實現(xiàn)多機(jī)通信的串行通信方式。其接口標(biāo)準(zhǔn)是一種多發(fā)送器的電路標(biāo)準(zhǔn),它擴(kuò)展了ＲＳ４２２Ａ的性能,允許雙導(dǎo)線上一個發(fā)送器驅(qū)動３２個負(fù)載設(shè)備（某些驅(qū)動器可接１２８個負(fù)載設(shè)備）,負(fù)載設(shè)備可以是被動發(fā)送器、接收器或收發(fā)器,通訊距離可達(dá)１２００米,這時傳輸速率為１００ｋｂ／ｓ,用中繼器,可再延長距離。而且ＲＳ４８５電路允許公用電話線通信,半雙工的通訊方式又可節(jié)省信號線,所以特別適合遠(yuǎn)距離通信。
ＭＡＸ１４８７其組成的差分平衡系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng),接收器可檢測低達(dá)２００ｍｖ的信號,是一種高速,低功耗,控制方便的異步通訊接口芯片。
１ ＭＡＸ１４８７芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、管腳功能及其工作原理
ＭＡＸ１４８７采用＋５Ｖ電源供電,當(dāng)供電電流約為５００μＡ?xí)r,傳輸速率達(dá)到２．５ＭＢ／Ｓ。它適用于半雙工通信,通信傳輸線上最多可掛１２８個收發(fā)器,其輸入輸出的差動電壓符合ＲＳ４８５標(biāo)準(zhǔn),為±２Ｖ－±６Ｖ。
ＭＡＸ１４８７的管腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖１所示。
腳１ ＲＯ：接收器輸出（Ａ―Ｂ≥＋０．２Ｖ,ＲＯ＝“１”：Ａ―Ｂ≤―０．２Ｖ ,ＲＯ＝“１”）;
腳２ ＲＥ：接收器使能;
腳３ ＤＥ：驅(qū)動器使能;
腳４ ＤＩ：驅(qū)動器輸入;
腳５ ＧＮＤ：地;
腳６ Ａ：接收器非反相輸入
或驅(qū)動器非反相輸出;
腳７ Ｂ：接收器反相輸入
或驅(qū)動器反相輸出;
腳８ ＶＣＣ：電源
根據(jù)ＭＡＸＩＭ公司的資料,其器件特性如下：
１． 供電電壓 ４．７５Ｖ≤ＶＣＣ≤５．２５Ｖ
２． 供電電流 １２０μＡ—５００μＡ,靜態(tài)電流 ２３０μＡ
３． 共模輸入電壓范圍 ―７Ｖ——＋１２Ｖ
４． 通訊傳輸線最多可掛１２８個收發(fā)器
５． 傳輸速率 ２．５ＭＢ／Ｓ
６． 傳輸延時 ３０ｎｓ
７． 跳變坡度 ５ ｎｓ
８． 工作溫度 ０°Ｃ——＋７０°Ｃ
ＭＡＸ１４８７的輸入腳ＤＩ可直接與單片機(jī)ＣＰＵ的ＴＸＤ腳相連,輸出腳ＲＯ與單片機(jī)ＣＰＵ的ＲＸＤ腳相連。ＭＡＸ１４８７內(nèi)部的驅(qū)動器與接收器是三態(tài)的,通過ＤＥ（驅(qū)動器輸出高電平使能）和ＲＥ（接收器低電平使能）進(jìn)行發(fā)送與接收,發(fā)送與接收的兩種控制信號是反相的�？蓪⒍呓油豢刂菩盘枺ㄈ鐖D２中Ｐ３．５）,即“１”電平控制發(fā)送,“０”電平控制接收。Ａ、Ｂ端實現(xiàn)多機(jī)聯(lián)網(wǎng)。
２ ＭＡＸ１４８７應(yīng)用電路及通訊協(xié)議
１．應(yīng)用電路
在多機(jī)通信中,一般ＰＣ機(jī)作為上位機(jī)只有ＲＳ２３２標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口,要實現(xiàn)ＲＳ４８５標(biāo)準(zhǔn)接口通信,須通過ＲＳ２３２／ＲＳ４８５轉(zhuǎn)換接口電路,完成由ＥＩＡ電平到ＴＴＬ電平的轉(zhuǎn)換�？捎脤ｉT的帶隔離ＲＳ２３２／４８５轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)。
ＭＡＸ１４８７的ＲＥ與ＤＥ連接同一控制信號,如下實際電路（圖２）中８０３１的Ｐ３．５,可嚴(yán)格保證收發(fā)信號在時間上錯開。 
２．通訊協(xié)議
ＭＣＳ５１中串行控制寄存器ＳＣＯＮ設(shè)有多機(jī)通訊控制位ＳＭ２（ＳＣＯＮ．５）,在編程前,定義各從機(jī)的地址編號,如分別為００Ｈ,０１Ｈ,０２Ｈ等等。從機(jī)系統(tǒng)在初始化程序中將串行口編程為約定的接收方式,且置位ＳＭ２,允許串行口中斷。在主機(jī)和某一從機(jī)通訊之前,先向所有從機(jī)發(fā)出所選從機(jī)的地址,以設(shè)置第９位ＴＢ８為１表示為地址幀,這時ＳＭ２作為地址監(jiān)聽位,所有從機(jī)當(dāng)接收到的第９位ＲＢ８為１則置位中斷標(biāo)志ＲＩ,中斷后判斷主機(jī)送來的地址與本從機(jī)是否相同,若為本地址,則清ＳＭ２為０,準(zhǔn)備接收主機(jī)送來的數(shù)據(jù)幀;其他從機(jī)保持ＳＭ２為１狀態(tài)。接著主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀（ＴＢ８＝０表示）,各串行口同時接收到了數(shù)據(jù)幀,而只有已選中的從機(jī)（ＳＭ２＝０）才能產(chǎn)生中斷并接收該數(shù)據(jù),其余從機(jī)收到（ＳＭ２＝１,ＲＢ８＝０）不產(chǎn)生中斷響應(yīng),將數(shù)據(jù)丟掉。這樣就實現(xiàn)了多機(jī)一對一通訊。
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