基于AT90S2343的串口智能转换器

输出电压VOUT降低时，三极管T1的基极电流IEB减小，LB端的取样电压UR1（βIEB×R1×）减小，当LB的取样电压（UR1）＜片内基准电压时，控制信号以最高调制频率的来控制功率驱动管的开通与截止，当功率驱动管导通时，LX等于－12V，二极管D4处于截止状态，电流经电感L流向LX，此时电感L储存能量。当功率驱动管截止时，电感L释放能量，反电动势产生的电流经二极管D4向电容C4充电，从而使输出电压VOUT升高。
输出电压VOUT升高时，三极管T1的基极电流IEB增大，LB端的取样电压UR1（βIEB×R1×）增大，当LB的取样电压（UR1）≥片内基准电压时，控制信号控制功率驱动管在一个完整调制的周期内处于截止状态，由负载消耗使输出电压VOUT下降。

通过以上的脉冲调频方式的自举升压调节，使输出电压稳定在＋5V。

输出电压由下式确定：

VOUT＝Vw1+Veb+Ib×R2≈Vw1+Veb ≈ 5 V

2.2 单片机智能控制工作原理

RS485通讯方式是软件通过收、发使能信号来控制数据的分时接收与发送，使用同一对差分通讯总线实现双向数据通讯的半双工通讯方式，而RS232通讯接口不能提供这样的使能控制信号。但可以通过单片机对主机PC-TXD信号的监测，准确计算出传送一帧数据的时间，智能产生收、发使能信号控制数据的分时接收与发送，实现数据的半双工通讯。以AT90S2343低功耗单片机为核心的串行口智能转换器的具体电路如图3所示。

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。

图3 串行口智能转换器原理图

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。