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基于RS-485协议设计智能数据采集网络仪

表

摘要：本文介绍了RS-485通信协议及一种RS485接口芯片MAX485，并就如何利用

此芯片及RS-485协议方便实现计算机与PHILIPSP89C51RD2单片机之间多点通信进行了

详细的讨论。

关键词：通信协议单片机计算机多点通信

一、引言

在由以单片机为核心构成的仪器仪表、智能设备等诸多数据采集系统中，往往需要

实现计算机与单片机之间的数据交换，这也就是单片机与计算机之间的通信，以此来充分发

挥单片机与计算机各自的长处，提升整个应用系统性能及性价比。传统的基于RS-232协议

的通信由于传输距离短、速度慢、信号易受干扰等不足，使得其应用局限性日益突出。有鉴

于此，作者在文中讨论了如何基于RS-485通信协议，构建RS-485通信网络，实现若干单

片机与计算机之间远程通信。

二、硬件设计

1.RS-485通信简介

RS-485是EIA（美国电子工业协会）制定的平衡发送、平衡接收的标准异步串行

总线，它具有传输距离远、灵敏度高、多点通信能力强等优点。RS-485接口标准参见表一。

2.MAX485芯片介绍

RS-485转换接口芯片我们采用MAXIM公司的MAX485（见图一），该芯片采用单

电源+5V工作，额定电流300uA，半双工通信方式，它完成将TTL电平转换成

RS-485电平。该芯片具有8条引脚，内部含2个驱动器和接收器，RO，DI分别

为接收器的输出端和驱动器的输入端，二者分别接单片机TXD和RXD。/RE和DE分别

为接收和发送使能端，当/RE=0时，MAX485处于接收状态；当DE=1时，MAX485处于发

送状态。因为MAX485工作在半双工状态，所以它与单片机连接时接线非常简单，只需用

单片机一个管脚控制这两个引脚即可。A端和B端分别为接收和发送的差分信号端，当VA

大于VB时，表示发送数据为“1，”当VA小于VB时，表示发送数据为“0，”工作时，A、B

之间应加匹配电阻，一般可选100～120欧。

．电平转换接口

在PHILIPSP89C51RD2单片机与计算机进行通信时，必须对电平作一转换。因为

单片机与计算机之间是RS-485网络，单片机侧信号经MAX485后，从TTL电平转换为

RS-485电平信号，因此，在计算机侧必须再把RS-485信号转换成RS-232电平信号，这样，

二者才能正确通信。在本系统采用DAC-8520转换器，把RS485信号转换为RS-232信号，

该转换器数据转换传输速度快，且不需要用户对其进行初始化和参数修改。

表一RS-485接口标准

4．计算机端接口

计算机采用可编程串行异步通信控制器8251A来实现，通过对8251A初始化可以

控制串行数据传送格式和速度及其工作方式，使得它与单片机的通信方式一致，从而实现计

算机与单片机之间的通信。

三、多点通信

3．1多点通信原理

RS485总线标准是在RS-422基础上发展起来的，它增加了多点双向通信能力，使

分布式网络的多点通信得以实现。我们在了解了器件的驱动能力后，就可以根据需要和驱动

能力加入需要的节点。本系统就是利用一台计算机控制多达32块单片机，计算机通过发送

控制字和工作方式字来确定和所需要的单片机建立通信连接。单片机根据计算机发送的指令

进行数据采集，并根据需要与计算机交换数据或对生产过程参数及所连设备状态进行调整。

计算机对单片机传回的数据进行分析与计算后，再将相关控制信息传给单片机。

51系列单片机用于多点通信时必须工作在方式2或方式3。以方式3为例，每发

送一帧数据为11位：1位起始位（0），8位数据位和1位停止位（1），附加的第9位数据

在非多点通信系统中为奇偶校验位，在发送端有SCON的TB8产生，在接收端传送到RB8。

它还可设定为“0或”“1作为在多点通信”中区分数据帧（0标志）还是地址帧（1