在本系统中,通信模块采用了单独的微处理器
DS80C320,它在普通单片机基础上为
P1 口也定义了第二功能,从而拥有四个全双工串行通信口、六个外部中断、三个定时/计数器,
而且在指令上与
8051 完全兼容,对于监控系统的通信单元来说十分适用。
3.1 下位机与上位机之间的通信
下位机与上位机之间的通信采用了
PSTN 网作为媒介,可以通过以下三种方案实现:
第一种方案是采用专用
Modem 芯片,将 Modem 的功能直接在下位机中实现;第二种方案
是扩展一个类似
PCI 或 ISA 的插槽,通过内置 Modem 连至 PSTN 网;第三种是扩展一个标
准的全双工
RS232 通信接口,通过外置 Modem 连至 PSTN 网。以上三种方案中,第一种方
案具有成本低、便于集成化设计的优点,但缺点是软硬件的设计较为复杂,系统可靠性不高;
第二种方案与内置
Modem 和扩展槽的硬件设计密切相关,不利于维护和升级;第三种方案
具有通用性好、可靠性高、维护方便的优点,因此在本系统中采用第三种方案来实现下位机
与上位机之间的通信。其具体实现电路如图
1 所示:
图
1 DS80C320 与 Modem 硬件接口图
图
1 中,8251 是通用同步/异步收发器,它具有独立的接收器和发送器,通过编程可以
以单工、半双工或全双工的方式进行通信。同时它还提供了多个控制信号,可以方便的实现
与
Modem 之间的互联。由 DS80C320 的 ALE、、组合产生 2MHz 脉冲作为 8251 的时钟信号,
同时这一脉冲经过
CD4024 组成的分频器进行 64 分频后作为 8251 的接收、发送时钟。8251
的片选信号
与地址译码器 74LS138 的 相连,控制/数据端接地址线 A0,因此,8251 的控制
字寄存器和状态字寄存器的地址为
BFFFH,数据缓冲地址为 BFFEH。RXD 和 TXD 完成数
据的接收和发送,其他控制信号完成单片机与
Modem 之间的状态控制和检测:振铃指示信
号
RI 经电平转换以后接至 DS80C320 的外部中断;载波检测信号 CD 经电平转换以后接至
DS80C320 的 P1.1。当上位机拨号呼叫下位机时,振铃指示信号 RI 产生振铃,作为外部中
断源产生中断,通信处理器复位
P1.1 输出有效 DTR 信号,摘机进入应答通信状态。
3.2 下位机与智能设备之间的通信
下位机与智能设备之间采用
RS485 主从式通信。RS485 采用平衡发送和差分接收的方式
来实现通信,具有很强的抗共模干扰能力,传输距离在
10Kbps 传输速率下可达 1.2 公里。
其具体实现方案如图
2 所示。