利用16C554實現(xiàn)主從式單片機遠距離通信擴展

;;; 摘要：通過16C554完成上位主機對多臺MODEM的控制，利用背靠背連接實現(xiàn)主機與下位機的遠距離通信。該系統(tǒng)已成功地用于城市交通路口的信息傳輸。 ;;; 關(guān)鍵詞：MODEM 單片機系統(tǒng) 16C554 通信 引言 在交通路口的紅綠燈控制系統(tǒng)中，需要將各器口車流量、車速等狀態(tài)信息時傳到主控室，另外，上位主機隨時可能下發(fā)各種道路控制信息。這種遠距離通信常通過MODEM以點對點的方式進行。常用MODEM通信鏈路的連接方式有兩種。第一種是通過電話以撥號方式完成通信鏈接。采用這種方式，上位主機與各路口機的距離可無限遠，但缺點是每個路口占用1個電話號。由于主機與路口機的通信是頻繁的，若不采用專線電話，則難以保證信息收發(fā)的實時性；而采用專線連接，勢必增加系統(tǒng)成本和設(shè)備開銷。另一種連接是直接通過調(diào)制電纜連接兩臺MODEM，即背靠背連接。背靠背的連接在數(shù)據(jù)傳輸波特率為9600 baud時，通信距離可以達到10 km，完全能夠滿足中小城市道路控制系統(tǒng)中的通信要求。本系統(tǒng)采用了后一種連接方式。 1 系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)由兩大部分組成：插在計算機中的上位主機和各路口的下位機。根據(jù)通信鏈路的連接方式，89C52為核心組成的上位主機需要通過多臺MODEM實現(xiàn)與各路口機的數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)選用了EXAR公司的UART（通用異步收發(fā)器）16C554來擴展單片機異步通信妝口。1片16C554可以完成對4臺MODEM的操作。下位路口機也是由89C52組成，對MODEM的操作通過其自身UART及部分P1口線實現(xiàn)。圖1為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。 1.1 MODEM鏈路的連接 系統(tǒng)采用背靠背連接方式，只要用調(diào)制電纜直接連接對應(yīng)MODEM的Line口就實現(xiàn)了鏈路的連接。 1.2 上位主機電路組成 上位機主要完成兩部分工作。一是與計算機交換數(shù)據(jù)，將車輛檢測數(shù)據(jù)及當前各路口紅綠燈狀態(tài)等信息送計算機顯示，同時接收計算機下發(fā)的控制數(shù)據(jù)。這部分任務(wù)通過ISA總線完成，在這里不作敘述。二是控制MODEM與路口機鏈接，完成數(shù)據(jù)的收發(fā)。對MODEM的操作由單片機對16C554編程實現(xiàn)。圖2是上位主機的原理圖。其中62256用于暫存所有路口的收發(fā)數(shù)據(jù)；16C554用于擴展單片機的異步通信接口，實現(xiàn)對4路MODEM的控制；MAX238完成TTL電平至RS-232的電平轉(zhuǎn)換；GAL20V8實現(xiàn)擴展外設(shè)的譯碼。 16C554是內(nèi)部帶有16字節(jié)收發(fā)FIFO的通用異步收發(fā)器，具有獨立的收發(fā)控制電路。4路標準的MODEM接口，通過軟件可分別設(shè)置允許每一路中斷。波特率、數(shù)據(jù)幀格式等也都可由軟件編程設(shè)置。該芯片可工作在24MHz或14.7464MHz，當時鐘頻率為24MHz時，數(shù)據(jù)傳輸率可達1.5Mbps；時鐘頻率為14.746 4MHz時，數(shù)據(jù)傳輸率達912.6Kbps，完全可以用于高速MODEM的控制中。 1.3 路口機電路組成 以89C52為核心的單片機系統(tǒng)實現(xiàn)了路口機的全部功能：與上位機的通信及車輛信息的處理。系統(tǒng)擴展了1片6264，現(xiàn)MODEM的通信接口由89C52內(nèi)部的UART及P1口實現(xiàn)。圖3給出了通信接口的電路原理圖。 RS-232標準定義的接口有兩種形式：25針和9針。這里采用了9針連接器。當MODEM工作于全雙工方式時，不需要使用RTS/CTS握手信號。另外，背靠背的連接MODEM沒有接電話機，故無需檢測振鈴信號RI。這樣，9根線中只有連接6根線。

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