主（zhǔ）頁 > 技術文章 > 信（xìn）號與係統實驗箱--計算機與單片（piàn）機通信接口 2025-07-08

信號與係統實驗箱--計（jì）算機（jī）與單片機通信接口

一、實驗目的
1.熟（shú）悉RS-232接口電路的作用與電路組成；
2.掌握計算（suàn）機與實驗平台串行通信的方法（fǎ）；
3.掌（zhǎng）握計算機與實驗平台串行通信的軟件編程及運行程序。
二、計算機串行通信接口電路原理
實驗平台設有專（zhuān）門用於與外（wài）部（bù）計算機串行通信的接口電（diàn）路（lù）。它采（cǎi）用RS-232標準。下麵先介紹RS-232標準和RS-232接口芯片，然後介紹計算（suàn）機與平台串（chuàn）行通信（xìn）的實驗電路。
1.RS-232接口電路
1）RS-232C標準
EIA RS-232C（現在已發展到RS-232E）是異步串行通信中應用最廣的標（biāo）準總線，它包括了按位串行傳輸的電氣和機械方（fāng）麵的規定（dìng），適（shì）用於數據終（zhōng）端設備（DTE）和數據通信設備（DCE）之間的接口。一個完整的RS-232C接口有22根線，采用標準的25芯插頭座。其中15根（gēn）引線組成主信道通信，其它則為未定義和（hé）供輔信道使用（yòng）的引線。輔信道也是一個串（chuàn）行通道（dào），但其速率比主信（xìn）道低得多，一般不使用。如果要使用的話，主要（yào）是（shì）傳送通信電路兩端所接的調製解調器的（de）控製信號。實用的大多數計（jì）算（suàn）機應（yīng）用係統或（huò）智能單元之間隻需要使（shǐ）用3～5根信（xìn）號（hào）線路即（jí）可工（gōng）作，其中（zhōng）包（bāo）括兩個方（fāng）向的數據（jù）線（xiàn）和一對握手信號線RTS和DSR，另（lìng）外一條是公用的信號地（dì）線。實驗平台上不用握手信號，采（cǎi）用了最簡單的3線連接方式。
由於（yú）RS-232是早期（qī）為促進公用電話網（wǎng）絡進行數（shù）據通信而製定的標準，其邏輯電平對地是對稱的（de），完全與TTL、CMOS邏輯（jí）電平不同（tóng）。RS-232的邏輯（jí）電平規定：邏（luó）輯‘0’電平為+5～+15V，邏輯‘1’電平為-5～-15V。因此（cǐ）具有（yǒu）RS-232電平（píng）的器件（jiàn）與具有TTL電平的器件要互相連接必須先經過電平轉換。表23-1為現（xiàn）行的EIA/TIA RS-232E，CCITTV.28標準摘要：
RS-232C標準由於發送器和接收器之間具（jù）有公共信號（hào）地，不可（kě）能采用雙端信號，隻能采用單端信號即不平衡傳輸方式。因此，共模噪聲會耦合到信號係統中。這是迫使RS-232使用較高傳輸電壓的主要原因，即便如此，該標準（zhǔn）的信號傳輸速率也隻能達到20KB/S，而且最大通信距離僅30米，隻有這種條件下才能可靠地進行（háng）數據傳輸。

表23-1 EIA/TIA-232E，V28標（biāo）準摘要
由於實驗平台的信號電（diàn）平使（shǐ）用（yòng）TTL/CMOS電平（píng），外部計算機內的發送器、接收器采用RS-232C電平。當（dāng）計（jì）算（suàn）機與平台進行串（chuàn）行通信時，必須（xū）加入電平轉換（huàn）器，把平台的TTL/CMOS電平轉換為計算（suàn）機接口的RS-232電平。這類電平變換器有許多（duō）產品，平台上選用（yòng）具有電平轉換功能的MAXIM公司（sī）200係列的（de）MAX202型收發器。
2）MAX202收發器
MAX200係列（MAX200-MAX211/MX213）收發器是一種集發（fā）送器與接收器於（yú）一體同時具有電平轉換功能的接（jiē）口電平轉換電路，它可把TTL/CMOS電平與RS-232電（diàn）平互換，是專為使用±10V或±12V電源的RS—232與V.28通信接口而設計。收發器使用+5V輸入電源（yuán），片內設有充（chōng）電泵式的電壓變（biàn）換器，把+5V變換為±10V以便提供RS-232輸出電平。其中（zhōng）MAX209內部的電壓變（biàn）換器（qì）將+5V變換為±12V，故它（tā）們可提供±12V的RS-232輸（shū）出電平。比其它型（xíng）號輸出電平更高，傳輸（shū）距離更遠。
MAX200-MAX211/MAX213收發器（qì）在數據速率為20Kb/S時滿足（zú）所有EIA/TIA-232E與（yǔ）CCITT V.28標（biāo）準。在數據速率超過120Kb/S時發送（sòng）器可（kě）輸出±5V EIA/TIA-232E輸（shū）出信號（hào）電平，符合EIA/TIA-232E標準。
2.計算機（jī）與實驗平台串（chuàn）行通（tōng）信電路（lù）
圖23-1為PC機與實驗平台串行通信實（shí）驗的方框（kuàng）圖。

圖23-1 計算（suàn）機與實驗平台串行通信實驗方框圖（tú）
3.程序下載與運行結果讀取原理（本項實驗內（nèi）容放到課（kè）題設計中進行）
1）程序下載：運行信號（hào）與係（xì）統實驗平台的上位軟件Signal，選擇“DSP應用實驗”，點擊“裝載”按鈕（niǔ），在彈出的對話框中（zhōng）選擇要（yào）裝載的文（wén）件（如DSP應用程序）或數據（如：濾（lǜ）波器（qì）設計），通過RS232串口送入單片機AT89S52（UB04），UB04通過DSP的HPI 接口將PC機送來的程序或數據發給（gěi）DSP，PC機發運行命令給（gěi）單片機UB04，UB04使DSP複（fù）位，並運（yùn）行裝載的程序。
注：本軟件（jiàn）可直接將編譯好DSP的（de）執行文件“*.OUT”下載到DSP芯片的SRAM中。
2）DSP中數據讀取：DSP將運行結果存於DRAM中，主機AT89S52通過HPI接（jiē）口讀（dú）取數據並通過PC機的串口將數據發送到PC機（如（rú）：頻譜分析）。
3）運行上位軟件Signal，選擇“DSP應用實驗”，點擊“裝載”按鈕（niǔ），裝載已編譯好的目（mù）標文件（*.OUT），然後按“運行”按鈕，即可使DSP運行裝載的程序。
三、實驗內容
1.熟悉（xī）RS-232接口電路的標準和電路組成；
2.用高（gāo）級語言編寫PC機異（yì）步（bù）串口的（de）通信程序；
3.用51的匯編語言編（biān）寫單片（piàn）機與PC機的通（tōng）信程序；
4.參閱DSP主機接（jiē）口的有關資料，編（biān）寫單片機通過主機接口（kǒu）讀寫DSP中DRAM中數據（jù）的程序。
四、實驗報告要求
1.畫出計算機與實驗平台串行通信的電路，說明MAX202芯片的（de）作用；
2.描述DSP的HPI接口的（de）工作原理，給出DSP和主機AT89S52通（tōng）信的（de）程序框圖。

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