PC机与单片机串行通信的硬件设计

RS422每个通道用两条信号线，一条为逻辑1，一条为逻辑0。RS422A电路由发送器，接收器，平衡连接电缆，电缆终端负载，接收器等部分组成，通常采用点对点通信方式。

该标准允许驱动器输出为目前RS422A与TTL的电平转换常用芯片是驱动器SN75174和接收器SN75175。该标准允许驱动器输出为土2～土6V，接收器可以检测到的输入信息电平可低到200mA。采用光隔离的RS422标准来实现8098与PC机的远程通信的通讯接口电路如图4所示。

(2)20mA电流环路串行接口

20mA电流环是目前远程通讯广泛使用的另一种接口。其原理如图5所示，发送正和负，接受正或负4根线组成一个输入回路和一个输出回路。由于20mA电流环是一种异步串行接口标准，所以每次发送数据时必须以无电流的起始作为字符的起始位，接收端检测到起始位便开始接收数据。

电流环路串行接口的优点是低阻抗传输线对电气噪声不敏感，以实现光电隔离，有利于长距离传输。图6为一个带光电隔离的20mA电流环接口线路图。发送端将TTL电子转为环路电流信号，在接收端又转换成TTL电子。

(3)Modem实现远程通信

尽管RS232总线标准无法实现远程数字通讯，但由于电话网络的普及，利用Modem和现有电话线实现PC机和单片机的远程双向通讯也是工业控制系统中广泛采用的一种方法。基本原理框图如图7所示。

通常外置式Modem具有RS232接口，通过DB-9插头可与计算机RS232口相连接。如果单片机串行口直接与Modem接口，由于没有握手信号，只能保证单个字节传输的正确，对大量数据的传输将导致数据丢失，这点可通过软件处理来避免;如果采用单片机的I/O口与Modem握手，将占用单片机I/O口资源。因此一般采用前一种方法实现对Modem接口。

本文仅以Modem芯片MSM7512B为例，阐述一下接口电路的设计。由于PC机与Modem芯片的接口已非常普及，现仅将8098和MSM7512B的接口电路画出。如图8所示。

MSM7512B主要由调制器、解调器、接口控制逻辑组成。AI是解调器的输入端;AO是调制器输出端。通过控制MODl，MOD2可使MSM7512B工作在4种不同的工作方式。在工作时，计算机首先检测CD端。若为高电子，表明Modem处于等待与上位机通信状态;若其为低电平，则标明Modem已和上位机建立数据通道。而要想使Modem发送数据，应置RS脚为低电平。单片机发送和接收数据就是对串行通信口写和读，可采用中断或查询方式工作。

3 结 语

上述几例是工业控制系统中比较实用的串行通信接口电路设计，在具体的控制系统中可根据要求编制相应的软件程序来实现近程或远程的PC机与单片机串行通信。