武汉工程大学邮电与信息工程学院 毕业设计（论文）
3.2 串行接口及其电平转换电路
3.2.1串行接口RS232结构与引脚功能
RS232是个人计算机上的通信接口之一，由电子工业协会(Electronic Industries Association，EIA) 所制定的异步传输标准接口。通常 RS-232 接口以9个引脚 (DB-9) 或是25个引脚 (DB-25) 的型态出现如图3-12所示。（这里我们运用DB-9，其针孔意义如图3-13所示 ）
在多数情况下主要使用主通道，对于一般双工通信，仅需几条信号线就可实现，如一条发送线、一条接收线及一条地线。
RS-232标准规定的数据传输速率为每秒150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。
RS-232 标准规定，驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制，例如，采用150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于15m以内的通信。同时RS232是点对点（即只用一对收、发设备）的通信，因此PC机无法直接对多个下位机进行远距离通信。
图3-12 9针、25针接口 图3-13 9针管脚意义
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RS232的电器特性、逻辑电平和各种信号线功能的规定。 在TxD和RxD上： 逻辑1：-3V ～-15V 逻辑0：+3V～+15V
发送数据(TxD)——通过TxD终端将串行数据发送到MODEM，(DTE→DCE)。
接收数据(RxD)——通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行数据，(DCE→DTE)。
以上规定说明了RS232标准对逻辑电平的定义。对于数据（信息码）：逻辑“1”的电平低于-3V，逻辑“0”的电平高于+3V。也就是当传输电平的绝对值大于3V时，电路可以有效地检查出来，介于-3～+3V之间的电压无意义，低于-15V或高于+15V的电压也认为无意义，因此，实际工作时，应保证电平在±(3～15)V之间。 RS232与TTL转换： RS232是用正负电压来表示逻辑状态，与TTL以高低电平表示逻辑状态的规定不同。因此，为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接，必须在EIA RS-232C 与TTL电路之间进行电平和逻辑关系的变换。实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路芯片。今使用MAX3162芯片以实现电平间的转换。
3.2.2 RS485接口的通信原理
图3-14 MAX485引脚图
在图3-14中显示出了RS-485的引脚图。RS485采用差分信号负逻辑，
＋2V～＋6V表示“0”，- 6V～- 2V表示“1”。RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。很多情况下，连接RS-485通信链路时只是简单地用一
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对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。
主单片机RS485 RS485 RS485 从单片 机 从单片 机 从单片 机
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图3-15 两线制总线拓扑式结构
与RS232相比较RS485有以下几个特点[8]：
1. RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6） V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为（-2—6）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片， 且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。
2. RS-485的数据最高传输速率为10Mbps
3. RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。
4. RS-485最大的通信距离约为1219M，最大传输速率为10Mb/S，传输速率与传输距离成反比，在100Kb/S的传输速率下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485中继器。RS-485总线一般最大支持32个节点，如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个节点，最大的可以支持到400个节点。
因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。 由于RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。
3.2.3 MAX3162E电平转换芯片
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由于PC机默认的只带有RS232接口，有一种方法可以得到PC上位
机的RS485电路即通过RS232/RS485转换芯片将PC机串口RS232信号转换成RS485信号，即采用MAXIM公司生产的MAX3162E协议转换接口芯片，实现RS232与RS485协议转换的接口电路。
图3-16 RS232/RS485协议转换接口电路
MAX3162E功能分为四部分：⑴两路RS232电平信号到TTL电平信号的转换（19脚－10脚、20脚－9脚，15脚为使能端）；⑵两路TTL电平信号到RS232电平信号的转换（21脚－8脚、24脚－5脚，16脚为使能端）；⑶一路TTL逻辑电压信号到RS485差分信号的转换（23脚－6脚、7脚，22脚为使能端。
使能端无效时，6脚、7脚呈高阻态）；⑷一路RS485差分信号到TTL逻辑电压信号的转换（17脚、18脚－11脚，12脚为使能端。使能端无效时，11脚呈高阻态）。在图2中利用了RS232的RTS信号来控制总线的方向。当RTS为逻辑电平1（－12V）时，9脚输出为TTL的逻辑电平1（＋5V），使能端DE485（22脚）有效，这样TXD端发送的RS232电平信号就可以由19脚－10脚－23脚－6脚、7脚变为RS485差分信号输出；当RTS为逻辑电平0（＋12V）时，9脚输出为TTL的逻辑电平0（0V），使能端RE485（12脚）有效，这样RS485输入的差分信号就可以由17脚、18脚－11脚－24脚－5脚变为RS232电平信号输出，RXD端就可以接收数据。
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3.3 Protel DXP 2004原理图设计
3.3.1 Protel 2004的基本操作 一 设置文档选项
在绘制原理图之前[9]，应该设置图纸的相关参数，包括图纸方向、图纸尺寸，边框及标题栏等。
在Protel 2004中，为自定义图纸大小，执行File/New/Schematic sheet/Design /Document Options 命令，打开如图所示对话框。
在Custom Style选项组中的Use Custom Style中设置文本框的高度和宽度如图3-17箭头标记所示：
二 使用元器件库
原理图设计的基本构件是元器件，为了便于管理，元器件都封装在元器件库中。Protel 2004提供的库很多，并且已预装了两个常用元器件库，即Miscellaneous Device.IntLib和Miscellaneous Connectors. IntLib。
图3-17 Document Options
查找元器件：
在原理图的设计过程中，为通过元器件库管理器查找需要的元器件，Protel
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