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[導(dǎo)讀]1 引言?在現(xiàn)代移動通信的傳輸網(wǎng)絡(luò)中,普遍采用同步數(shù)字體系(SDH)光傳輸設(shè)備。很多移動通信基站的光傳輸設(shè)備提供的輔助數(shù)據(jù)通道都保留異步串行接口,如:RS232、RS422方式。異步通信接口雖然效率低、速度慢,但具有

1  引言?

在現(xiàn)代移動通信的傳輸網(wǎng)絡(luò)中,普遍采用同步數(shù)字體系(SDH)光傳輸設(shè)備。很多移動通信基站的光傳輸設(shè)備提供的輔助數(shù)據(jù)通道都保留異步串行接口,如:RS232、RS422方式。異步通信接口雖然效率低、速度慢,但具有實現(xiàn)技術(shù)簡單,產(chǎn)品成本低、使用方便的優(yōu)點,在計算機監(jiān)控、智能化設(shè)備等方面仍有廣泛的應(yīng)用。這些光傳輸設(shè)備一般在每個基站提供兩個串行口,分別通向鏈路上相鄰的兩個基站,稱為端到端方式。通過這些輔助數(shù)據(jù)信道可傳輸一些基他設(shè)備的網(wǎng)管信息或基站的動力環(huán)境監(jiān)控信息。要想利用這種分段的輔助數(shù)據(jù)信道在鏈路上傳遞信息,必須在每個基站將兩個方向的串行口進行溝通、連接。這樣,串行數(shù)據(jù)每經(jīng)過一個基站都要進行一次“同步—異步”、“異步—同步”的轉(zhuǎn)換。?

異步串行數(shù)據(jù)要通過同步數(shù)字體系傳送,必然要進行碼速調(diào)整。由于異步通信的波特率(9600、4800等)一般都不是標(biāo)準(zhǔn)的通信碼速(64K、128K 等),在碼速調(diào)整的過程中,會改變每位數(shù)據(jù)對應(yīng)的電平寬度,從而造成異步數(shù)據(jù)的波形畸變。隨著經(jīng)過的基站數(shù)量的增加,波形的畸變逐漸累積。對于異步接口,通常使用的是稱為起止式通信方式。在接收操作時,接口電路使用自己的時鐘(通常是波特率的16倍或64倍)對信號進行取樣,當(dāng)確認(rèn)收到一個起始位后,每隔 16個或64個時鐘對接收信號采樣一次,并移入移位寄位器,直到一個字符接收完畢。當(dāng)數(shù)據(jù)的波形畸變累積到一定程度后,接收數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)誤碼,嚴(yán)重時就會導(dǎo)致通信中斷。

出現(xiàn)這種情況后,最簡單的辦法是降低通信波特率。但降低波特率并不能消除數(shù)據(jù)的波形畸變,只是有限地延長了通信距離,代價是降低了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實時性。徹底的解決方案是在波形畸形嚴(yán)重到產(chǎn)生誤碼之前,對傳輸?shù)漠惒酱袛?shù)據(jù)進行再生。

2  硬件設(shè)計?

AT89C2051是ATMAL公司生產(chǎn)的一種MCS-51系列單片機兼容產(chǎn)品,20個引腳封裝,片內(nèi)集成了2K 字節(jié)的Flash Memory、128字節(jié)的RAM和一個全雙工的串行口。AT89C2051體積小、價格低廉,比很多串行口擴展芯片還便宜,片內(nèi)的RAM還可以靈活地用作收發(fā)數(shù)據(jù)的緩存,很適合作為異步串行數(shù)據(jù)再生器。MAX202用于TTL-RS232電平轉(zhuǎn)換,如果使用的是RS422接口,則可將MAX202換成 MAX490完成TTL-RS422電平轉(zhuǎn)換。MAX818是AT80C2051的上電復(fù)位和WATCHDOG電路。硬件原理圖見圖1。

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兩個AT89C2051的功能是將他們從RXD管腳收到的數(shù)據(jù)再按設(shè)定的波特率從TXD管腳發(fā)送出去。這樣,從COM1口來的信號被D1接收后,發(fā)送到 COM2口,從COM2口來的信號被D2接收后,發(fā) 送到COM1口。通過異步串行數(shù)據(jù)再生器的串行數(shù)據(jù)都經(jīng)過了AT80C2051的轉(zhuǎn)發(fā),經(jīng)過了一次:串-并”(接收)、“并-串”(發(fā)送)的轉(zhuǎn)換。在“并-串”轉(zhuǎn)換(發(fā)送)的過程中,數(shù)據(jù)在精確的波特率時鐘的作用下從發(fā)送移位寄存器中移出,消除了接收數(shù)據(jù)中的波形畸變,從而完成了異步串行數(shù)據(jù)的再生功能。通過改變AT89C2051上P1?7、P1?6、P1?5三個引腳的電平可設(shè)定通信的波特率。

3  軟件設(shè)計?

基于上述硬件設(shè)計,兩個AT89C2051單片機的功能是完全相同的,因此,它們的軟件也是完全相同的。在進行了變量初始化之后,根據(jù)P1?7、 P1?6、P1?5三個管腳的電平,設(shè)置串行口的波特率。波特率范圍是150、300、600、1200、2400、4800、9600、 19200BPS。因為單片機沒有其他任務(wù),串行口的操作采用了簡潔的查詢方式。軟件中,需要在RAM中為接收數(shù)據(jù)設(shè)置一個FIFO緩沖區(qū),否則在轉(zhuǎn)發(fā)過程中容易出現(xiàn)溢出現(xiàn)象導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。程序流程圖見圖2。?

AT89C2051與MCS-51指令集兼容,可通過C語言編寫,大大提高了編程效率。本設(shè)計中的軟件在Keil μ Vision2 V2?05集成環(huán)境中編譯、調(diào)試通過。目標(biāo)代碼僅150字節(jié)左右,因此軟件功能還有擴充的余地。?

以下是C語言源程序清單:

4  結(jié)語?

該設(shè)計產(chǎn)品已在多個現(xiàn)場作用,性能良好。一般情況下,每隔三到四個基站增加一個異步串行數(shù)據(jù)再生器,可保證整個通信鏈路穩(wěn)定工作在9600BPS狀態(tài)下。?

用AT89C2051實現(xiàn)異步串行數(shù)據(jù)的再生,硬件成本低、工作可靠,軟件編程方便、簡潔。如果增加光耦,還可實現(xiàn)收發(fā)端的電氣隔離。在通信規(guī)約的支持下,通過擴充軟件功能可使AT89C2051自動適應(yīng)各種通信波特率。??

參考文獻?
[1]陳建鐸.Intel單片機應(yīng)用技術(shù)[M].陜西科學(xué)技術(shù)出版社,1991
 

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