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基于AVR单片机的串行接口智能转换器
发布时间:2015-12-12 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]-
单片机对传送一帧数据的时间的识别方法如下：当单片机监测到主机发送数据的起始位时，开始测量PC－TXD信号的每个脉冲的脉冲宽度，计算出对应的波特率，若均属于通用波特率集合，它们中的最高波特率即是通讯波特率。否则，该脉冲宽度是发送两帧数据的间隔时间，电平负跃变的时刻是起始位的开始时刻，开始重新测量每个脉冲的脉冲宽度。当通讯波特率确定后，检测第十位的电平状态，若是低电平，则可确定是11位通讯方式。否则是10位通讯方式。由通讯波特率和通讯方式计算出传送一帧数据的时间。
通讯接口接收、发送数据的智能控制过程如下：每当监测到主机发送数据的起始位时，单片机输出收、发使能信号（RE=1、DE=1），控功率电感制收、发电路禁止接收、允许发送数据，主机数据发送到RS485通讯总线上，同时定时器开始大电流电感计时。当计时时间等于发送一帧数据的时间时，单片机输出收、发使能信号（RE=0、DE=0），控制收、发电路允许接收、禁止发送电感生产数据。此时，主机可以接收RS485通讯总线上的从机数据。当单片机又监测到主机发送数据的起始位时，重复上述的发送过程。
在通讯过程中，波特率测量和收、发数据智能控制必须同步进行，否则就会造成通讯数据的丢失。
为适应高速通讯的要求，电路中采用美国Atmel 公司的AT90SL2343单片机。它是目前最新的单片机系列之一，其突出特点是执行速度高，片内硬件资源丰富。使用CPU内部的电源监测和可编程看门狗定时器，使电路具有较强的抗干扰能力。
单片机I/O端口的分配和功能：PB3输入，监测主机PC－TXD信号；PB0输出，接收使能信号；PB4输出，发使能信号；PB2输入，由K1设置双工或半双工通讯方式。
3 软件设计
3.1 程序流程框图
串行口智能扩展卡的程序流程图如图4所示。
3.2 半双工通讯方式的软件设计
在RS485半电感符号双工大电流电感通讯方式下，首先允许接收、禁止发送数据。在检测到PC-TXD信号的数据起始位之后，通讯接口禁止接收、允许发送数据，并开始计时。通过检测数据信号的每个脉冲宽度，确定其波特率和数据的发送位数，进而计算出每帧数据允许发送的时间。当计时时间大于或等于该时间时，该通讯接口禁止发送并允许接收数据。在接收状态下，CPU重复检测发送数据的起始位。当检测到发送数据的起始位时，重复上述的数据发送的控制过程。
3.3 双工通讯方式软件设计
在RS422双工通讯方式下，接收和发送使能信号始终有效，同时允许接收和发送数据。
4 结束语
电路结构简单、无须外部供电，笔者将它制作成串行口转换器直接插接在串行口插口上即可。它具有通用性强、性能可靠、结构简单、使用方便的特点。该电路使用了电源监测和可编程的看门狗监测定时器，使转换器具有较强的抗干扰能力。该转换器可广泛应用于主从式多机通讯系统。
参考文献
1． 吴秀清等，微型计算机原理与接口技术，中国科学技术大学出版社，1999.02
2． 李勋，耿德根，AVR单片机应用技术，北京航空航天大学出版社，2002.6
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