隨著計算機技術和測控技術的不斷發(fā)展，在以單片機為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)單片機和計算機之間的數(shù)據(jù)交換，并以此來發(fā)揮單片機和計算機各自的長處，提升整個系統(tǒng)的性能價格比。在計算機網(wǎng)絡和工業(yè)控制系統(tǒng)中，經(jīng)常需要采用串行通信來實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)傳輸。
目前，有多種接口標準可用于串行通信，包括RS232、RS422、RS485等。RS232是最早的串行接口標準，在短距離、較低波特率串行通信中得到了廣泛應用。但是，RS232 通信存在著傳輸速度慢、傳輸距離短、信號容易受到干擾等不足，其應用局限性已日益突出。而RS485 通信采用差分方式來消除噪聲，即信號在發(fā)送前會分解為正負2 條線路，當?shù)竭_接收端時將信號相減，使噪聲相互抵消，還原成原來的信號，這種方式對共模干擾抑制能力較強，已廣泛應用于工業(yè)控制等領域。
要實現(xiàn)單片機與計算機之間的RS485通信，一般可以采用2 種方法：一種方法是在單片機與計算機兩端分別采用RS232與RS485 電平轉(zhuǎn)換裝置;另一種方法是采用RS485通信卡，并將其插在計算機主板上。采用前一種方法的優(yōu)點是硬件裝置安裝簡便，軟件編程相對簡單;缺點是通信速率被限制在20 kb/s以內(nèi)。第二種方法的優(yōu)點是通信距離較遠，速率較高，可達10 Mb/s;缺點是需要安裝通訊卡和驅(qū)動程序，并進行必要的設置。本文采用第二種方法。
電路設計
采用UART 串行總線進行通信，因為UART 是一種廣泛應用于遠距離、低速率、低成本通信的串行傳輸接口，由于其具有數(shù)據(jù)線少的特點，在數(shù)字系統(tǒng)設計中得到了大量應用?；镜腢ART 通信只需要兩根數(shù)據(jù)線(RXD、TXD)即可完成數(shù)據(jù)的相互通信，接收和發(fā)送都是全雙工形式，其中RXD 是接收端，TXD 是發(fā)送端。
C8051F020單片機有2 個UART(UART0 和UARTl)，以UART0 為例，它的TxD 和RXD 分別與數(shù)字I/0 引腳PO.O 和PO.1 復用，通過交叉開關配置寄存器進行選擇。由于MAX485工作在半雙工狀態(tài)，它與單片機連接時的接線比較簡單，只需要用單片機某一個引腳(如PO.2)來控制RE 和DE 這2 個引腳。PCL-846B 通信卡有4 個通道，選擇通道1 與單片機進行通信，另外將通道2 和通道4 進行連接，以自發(fā)自收的方式實現(xiàn)通信卡的自檢。單片機與外部電路的連接關系如圖2 所示。
在使用RS485通信卡進行通信時，當信號傳遞到通信線路兩端時，如果阻抗不匹配，可能會產(chǎn)生信號反射問題。信號反射會造成信號的失真和變形，從而導致通信錯誤。其解決方法就是在通信線路的兩端各連接一個終端匹配電阻，保證阻抗匹配。當通信距離較短， 一般在小于300 m 時，可不使用終端電阻。當通信距離大于300 m 時，應當使用終端電阻，其阻值必須與通信線路的線性阻抗相同。電阻值一般選取120 Ω左右，當通信距離較長時，可以選用300 Ω。
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