西門子模塊6ES7321-1BH02-0AA0原裝正品 |
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4.2. RS-232接口
本轉(zhuǎn)換器只需要一片單發(fā)/單收RS-232接口就可以滿足要求但必須要求+3V單電源工作工作電流盡可能地小的接口電路MAX3221/MAX3221E 帶15kVESD保護(hù)剛好能夠滿足上述要求具有1TX/1RX 其工作電壓+3V至+5.5V, 僅1 A的靜態(tài)電流負(fù)載電流小于I2=2mA
4.3. RS-485/RS-422接口
為兼顧RS-485/RS-422 接口中半雙工和全雙工的要求本轉(zhuǎn)換器采用MAX3491 作為RS-485/RS-422 接口電路其主要指標(biāo)為+3V 至+3.6V 單電源工作工作電流1mA,驅(qū)動(dòng)60負(fù)載時(shí)半雙工時(shí)兩個(gè)120 終端匹配電阻的并聯(lián)值峰值電流可達(dá)I3=3V/60 =50mA半雙工和全雙工工作方式是通過(guò)跳線器來(lái)設(shè)置的見(jiàn)圖3
4.4. 微處理器
在本轉(zhuǎn)換器中微處理器所要完成的任務(wù)很簡(jiǎn)單僅需要幾根I/O 線即可實(shí)現(xiàn)參數(shù)的設(shè)置和發(fā)送使能的自動(dòng)控制實(shí)際選擇中采用Microchip公司的PIC12C508A其主要指標(biāo)為工作電流I4<1.0mA(工作電壓3V 頻率4MHz),6 條I/O 線512kByte 的ROM 其中GP0 GP1 GP4和GP5四個(gè)引腳設(shè)定對(duì)應(yīng)于16 種常用波特率300 600 1200至38.4Kbps等8 種以及900 1800 至115.4Kbps等8種的延時(shí)時(shí)間GP3對(duì)應(yīng)于10位或11位串行數(shù)據(jù)格式GP2為TXD輸入用來(lái)檢測(cè)UART何時(shí)發(fā)送和停止數(shù)據(jù)GP1為復(fù)用輸出引腳用來(lái)控制MAX3491的發(fā)送使能控制端GP0也為復(fù)
本轉(zhuǎn)換器的最大電流總和<I1+I2+I3+I4=0.12+2.0+ 50.0+1.0=53.12mA 小于DC-DC轉(zhuǎn)換器的最小輸出電流54.4mA 因而通過(guò)RS-232信號(hào)線為本電路供電是可行的實(shí)際上由于輸入電源端的儲(chǔ)能電容E1 和TXD 為負(fù)電平時(shí)能夠?yàn)殡娐费a(bǔ)充一定的功率所以設(shè)計(jì)上留有較大的電源功率裕量
5. 軟件設(shè)計(jì)
本轉(zhuǎn)換器的軟件設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單微處理器復(fù)位后將所有的I/O 口設(shè)為輸入并讀入所有的I/O 狀態(tài)保存到寄存器將GP2 和GP3 改設(shè)為輸出狀態(tài)并輸出低電平使RS-485/RS-422 接口處于禁止發(fā)送允許接收的狀態(tài)CPU 根據(jù)GPIO 的初始狀態(tài)確定出用戶設(shè)定的通訊波特率和串行數(shù)據(jù)格式從而預(yù)置內(nèi)部的延時(shí)設(shè)定CPU 檢測(cè)到UART開(kāi)始通訊后打開(kāi)發(fā)送使能經(jīng)內(nèi)部預(yù)置延時(shí)后開(kāi)始在一個(gè)位寬時(shí)間內(nèi)檢測(cè)是否有下一個(gè)起始位到來(lái)如檢測(cè)到則重新延時(shí)等待否則關(guān)閉發(fā)送使能結(jié)束當(dāng)前通訊重新檢測(cè)UART的起始位對(duì)于半雙工通訊方式允許發(fā)送使能前應(yīng)該關(guān)閉接收使能而在發(fā)送使能關(guān)閉后才打開(kāi)接收使能對(duì)于全雙工通訊方式其接收使能可以不受此信號(hào)控制而可以直接通過(guò)跳線接地始終允許接收
6. 結(jié)論
在本RS-232到RS-485/RS-422接口的智能轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)中除了本身這個(gè)產(chǎn)品具有較高的應(yīng)用價(jià)值外文中所涉及的RS-232信號(hào)線供電方案由于其高效率大電流輸出能力在許多基于RS-232 接口的應(yīng)用中都能夠很好地滿足應(yīng)用另外這種智能控制RS-485/RS-422 接口的收發(fā)使能的思想在擴(kuò)展基于RS-485/RS-422 接口的網(wǎng)絡(luò)分支及延伸通訊距離都能夠得到很好的應(yīng)用
要單片機(jī)完成一項(xiàng)基本任務(wù)，必須將任務(wù)分解成一些具體步驟，再要求它去逐項(xiàng)執(zhí)行每個(gè)步驟，還要對(duì)它下命令。該命令在單片機(jī)術(shù)語(yǔ)中稱為“指令"(Inetruction)。完成一項(xiàng)任務(wù)所需的所有指令的有序集合就稱為“程序"(Programm)。這些指令要預(yù)先一條一條順序地放到單片機(jī)的程序存貯器中，單片機(jī)在運(yùn)行時(shí)，片中的CPU從程序存貯器中逐條有序取出指令，執(zhí)行指令，并將有關(guān)指令執(zhí)行完畢，即可完成既定任務(wù)。
不同種類的單片機(jī)有不同的一套命令(即所謂“指令系統(tǒng)")。PIC系列的單片機(jī)其指令系統(tǒng)與51系列的不同。PIC16F84有30余條指令構(gòu)成的指令系統(tǒng)。每條指令由14位(bit)構(gòu)成，這些位是二進(jìn)制碼的0和1，如果要使16F84端口B的B0位輸出高電平，以點(diǎn)亮一只發(fā)光二極管LED，而B(niǎo)口的其余各位仍保持低電平，則需要使單片機(jī)執(zhí)行下列各條指令(機(jī)器碼)：
11000000000000
00000001100110
11000000000001
00000010000110
10100000000100
早先的技術(shù)人員就是用這樣的二進(jìn)制碼來(lái)編寫(xiě)程序的。上列程序，看起來(lái)像天書(shū)，很費(fèi)解，但它能指揮單片機(jī)的運(yùn)作。因?yàn)閱纹瑱C(jī)實(shí)際上是一種復(fù)雜的數(shù)字邏輯電路。我們都知道，要數(shù)字電路運(yùn)作，必須相應(yīng)輸入高、低電平，對(duì)正邏輯而言，高電平為1，低電平為0。上述指令順序在不同的數(shù)位上出現(xiàn)的0和1，經(jīng)譯碼后，即可完成各種不同的運(yùn)作，逐步完成單片機(jī)所要執(zhí)行的任務(wù)，如點(diǎn)亮一個(gè)LED。
上述各條指令的寫(xiě)法，雖然是面向單片機(jī)，是用來(lái)直接指示單片機(jī)該如何運(yùn)作的。因此，這種由0、1組成的指令稱為機(jī)器語(yǔ)言。
實(shí)際上，這種由二進(jìn)碼構(gòu)成的指令集不但難讀懂，而且用來(lái)編程也有困難。因?yàn)槌绦蛲皇菑念^到尾順序執(zhí)行，有時(shí)還需中途轉(zhuǎn)移到其它單元執(zhí)行一段程序后再返回來(lái)。而指令是一條一條順序存放在存貯器各個(gè)單元內(nèi)的。因此，如果要轉(zhuǎn)移，需指明具體轉(zhuǎn)到哪個(gè)單元，即要寫(xiě)出該單元的地址。但在編寫(xiě)程序時(shí)，該程序有多長(zhǎng)，具體要放到哪些單元中，都是未知數(shù)，又怎能具體指明要轉(zhuǎn)到哪個(gè)單元呢?
由于用機(jī)器語(yǔ)言會(huì)使程序難寫(xiě)、難讀，后來(lái)一種新型的語(yǔ)言形式——匯編語(yǔ)言就問(wèn)世了。使用這種語(yǔ)言寫(xiě)程序較方便，也比較容易讀懂。不過(guò)，和機(jī)器語(yǔ)言一樣，不同類型的單片機(jī)有不同的匯編語(yǔ)言。就如不同地區(qū)的人有不同的方言一樣。在匯編語(yǔ)言中，轉(zhuǎn)移地址是用符號(hào)來(lái)表示的?，F(xiàn)在，我們把上面由機(jī)器語(yǔ)言寫(xiě)成的程序改寫(xiě)成由匯編語(yǔ)言構(gòu)成的程序：
movlw B‘00000000’
tris PORT B
movlw B‘00000001’
movwf PORT B
fin： goto fin [NextPage]
上列各條指令實(shí)際上是英語(yǔ)縮寫(xiě)和一些數(shù)組成的。如第一條中的movlw就是move Literal to w的縮寫(xiě)，其意義為照原樣移入工作寄存器W，而“原樣"就是后接引號(hào)內(nèi)的數(shù)字‘00000000’。引號(hào)前的B表示后續(xù)的是二進(jìn)制數(shù)。第二句是將W內(nèi)的數(shù)復(fù)制到B口的三態(tài)(tri－state)控制寄存器中，以設(shè)定B口為輸出，然后將00000001送入W中，再?gòu)?fù)制到B口；最后執(zhí)行一條無(wú)限循環(huán)語(yǔ)句以保持B口的狀態(tài)不變。從單片機(jī)外部看去，16F84的第6腳(即B0)維持為高電平，以點(diǎn)亮LED。
由上例可知，匯編語(yǔ)言較之機(jī)器語(yǔ)言要好懂得多。同時(shí)，最后一句自身循環(huán)也是一種轉(zhuǎn)移語(yǔ)句，轉(zhuǎn)移目的地就是此句所在單元地址，如用機(jī)器語(yǔ)言，就難以標(biāo)出具體地址，而用匯編語(yǔ)言助記符fin即可替代
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