以太網(wǎng)接口,232,485

1、您的位置二首頁(yè) 微處理器/微控制器 接口及外設(shè) 工 、， 用RS485代替RS232串口通信新方法2010-10-08 18:19:57來(lái)源：電子工程專輯關(guān)鍵字：RISC處理器RS485 RS232RM(Advanced RISC Machines)是對(duì)一類微處理器的通稱。ARM是微處理器行業(yè)的一家知名 企業(yè)，它設(shè)計(jì)了大量高性能、廉價(jià)、耗能低的RISC處理器、相關(guān)技術(shù)及軟件ARM微處理 器是一種高性能、低功耗的32位微處理器，該處理器廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)中ARM 9代 表了 ARM公司主流的處理器，已經(jīng)在手持電話、機(jī)頂盒、數(shù)碼相機(jī)、GPS、個(gè)人數(shù)字助理 以及因特網(wǎng)設(shè)備等方面有了廣泛的應(yīng)用。在此

2、，以ST公司生產(chǎn)的ARM 9系列中典型的 STR912FW44X6芯片作為硬件開發(fā)平臺(tái)的MCU，完成了基于ARM的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中數(shù) 據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，并提出了一種利用RS 485串口代替RS 232串121來(lái)進(jìn)行 通信的新方法。l硬件總體設(shè)計(jì)框架硬件總體設(shè)計(jì)框架如圖1所示。2硬件介紹現(xiàn)以STR912FW44X6芯片作為硬件開發(fā)平臺(tái)的MCU，STR912FW44X6外擴(kuò)張了點(diǎn)陣LCD 顯示屏、輸入按鍵、UART接口、IrDA、CAN、USB、ETM接口、音頻放大器/話筒放大器 和以太網(wǎng)接口。其中，本文使用的有UART接口和以太網(wǎng)接口。UART接口分為一個(gè)RS 232 串口和兩個(gè)RS

3、485串口。RS 232串口用來(lái)與GSM模塊的RS 232串口相連，以實(shí)現(xiàn)GPRS 的無(wú)線傳輸；兩個(gè)RS 485串口，一個(gè)用來(lái)作MODBUS通信接口，另一個(gè)用來(lái)接電度表計(jì)， 以采集統(tǒng)計(jì)并顯示太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。以太網(wǎng)通過網(wǎng)線連接到網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú) 線傳輸。3硬件電路設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)RS 232串口的電路設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)RS 232是一種串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，是目前最常用的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，用于計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之 間、計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸。RS 232串行接口總線適用于設(shè)備之間通信距離不大于 15 m，傳輸速率最大為20 KB/s。RS 232串口是通過ST公司生產(chǎn)的ST3232EAR來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

4、ST3232EAR是一種把電腦的串行 口 RS 232信號(hào)電平(-lO V，+10 V)轉(zhuǎn)換為單片機(jī)所用到的TTL信號(hào)電平(O V，+3. 3 V)的 芯片。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由三部分組成：第一部分是電荷泵電路，由16腳和4只電容構(gòu)成。 其功能是產(chǎn)生+12 V和-12 V兩個(gè)電源，為RS 232串口提供電平的需要。第二部分是數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換通道，由714腳構(gòu)成2個(gè)數(shù)據(jù)通道。其中，13腳(RIIN)、12腳(R1OUT)、11腳(TIIN)、 14 腳(T1OUT)為第一數(shù)據(jù)通道；8 腳(R2IN)、9 腳(R2OUT)、10 腳(T2IN)、7 腳(T2OUT)為 第二數(shù)據(jù)通道。TTL / CMOS數(shù)據(jù)從

5、TIIN，T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS 232數(shù)據(jù)，從T1OUT，T20UT 送到電腦DP9插頭；DP9插頭的RS 232數(shù)據(jù)從RIIN，R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL / CMOS數(shù)據(jù) 后，從R1OUT，R2OUT輸出。第三部分是供電，由15腳GND、16腳VCC(+5 V)構(gòu)成。通過將MCU中GPIO的RXD和TXD分別與ST3232的12腳(R1OUT)和11腳(T1IN) 相連，使14腳(T10UT)和13腳(R1IN)輸出RS 232電平，然后連接GSM模塊RS 232串口 和MCU板上的RS 232串口，可以通過向RS 232接口寫AT指令來(lái)達(dá)到控制GSM模塊功能 的目的，以通過GPRS實(shí)現(xiàn)數(shù)

6、據(jù)的傳輸。RS 485串口的電路設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)RS 485是用來(lái)采集太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù)的，這里之所以采用RS 485而不采用RS 232,是 因?yàn)镽S 485比RS 232具有很多優(yōu)勢(shì)。RS 232采取不平衡傳輸方式，即單端通信，其收發(fā) 端的數(shù)據(jù)信號(hào)都是相對(duì)于地信號(hào)的。所以它的共模抑制能力差，再加上雙絞線的分布電容， 其傳輸距離最大約為15 m，最高速率為20 KB / s，且其只能支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。而RS 485 采用平衡發(fā)送和差分接受方式實(shí)現(xiàn)通信，由于傳輸線通常使用雙絞線，有時(shí)差分傳輸，所以 有極強(qiáng)的抗共模干擾能力，總線收發(fā)器的靈敏度很高，可以檢測(cè)到低至200 mV的電壓，故 其傳輸信號(hào)在千

7、米以上是可以恢復(fù)的。RS 485的最大通信距離約為1 219 m，最大傳輸速 率為10 MB/s，它采用雙半工工作方式，可支持多點(diǎn)數(shù)據(jù)通信，其總線一般最大支持32個(gè)節(jié)點(diǎn)。RS 485接口芯片采用的是ADM3485。ADM3485采用單一電源+3. 3 V工作，半雙工通信 方式，可完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS 485電平的功能。ADM34185芯片的結(jié)構(gòu)和引腳都非 常簡(jiǎn)單，內(nèi)部含有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器，RO和DI端分別為接收器的輸出端和驅(qū)動(dòng)器 的輸入端，與單片機(jī)連接時(shí)只需分別與單片機(jī)的RXD和TXD相連即可。RE和DE端分別為 接收和發(fā)送的使能端，當(dāng)RE為邏輯0時(shí)，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng)DE為邏輯

8、1時(shí)，器件處 于發(fā)送狀態(tài)，因?yàn)锳DM3485工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè) 引腳即可。A端和B端分別為接收和發(fā)送的差分信號(hào)端，當(dāng)A引腳的電平高于B時(shí)，代表 發(fā)送的數(shù)據(jù)為1；當(dāng)A的電平低于B端時(shí)。代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。在與單片機(jī)連接時(shí)接線非 常簡(jiǎn)單，只需要一個(gè)信號(hào)控制ADM3485的接收和發(fā)送即可。同時(shí)將A和B端之間加匹配電 阻，一般可選100 Q的電阻。該設(shè)計(jì)有兩個(gè)RS 485,其中一個(gè)用來(lái)作MODBUS通信接口， 另一個(gè)用來(lái)接電度表，以采集統(tǒng)計(jì)并顯示太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。3.3以太網(wǎng)的電路設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)網(wǎng)口采用的是0880-1X1T-01，以太網(wǎng)物理層接口芯片采用的是ST公司的ST日OOP 快速以太網(wǎng)物理層芯片。STEl00P以太網(wǎng)接口芯片提供了一組媒體獨(dú)立接口(MII)。媒體獨(dú) 立指的是在不對(duì)MAC硬件重新設(shè)計(jì)或替換的情況下，任何類型的PHY設(shè)備都可以正常工作。 MII接口是快速以太網(wǎng)MAC層與PHY層之間的標(biāo)準(zhǔn)接口，是IEEE 802. 3定義的以太網(wǎng)行 業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。它包括一個(gè)數(shù)據(jù)接口，以及一個(gè)MAC和PHY之間的管理接口。數(shù)據(jù)接口包括分 別用于發(fā)送器和接收器的兩條獨(dú)立信道。每條信道都有自己的數(shù)據(jù)、時(shí)鐘和控制信號(hào)MII 數(shù)據(jù)接口總共需要16個(gè)信號(hào)。管理接口是個(gè)雙信號(hào)接口：一個(gè)是時(shí)鐘信號(hào)，另一個(gè)是數(shù)據(jù) 信號(hào)。通過管理接口，上層監(jiān)視和控制PHY?；?/p>