1 波特率變換電路

波特率變換電路如圖2所示,。電路采用2片單片機(jī)89C5l作為電路的核心,，利用單片機(jī)的UART串行口與相關(guān)設(shè)備通信。單片機(jī)u1_L．(接波特率低的設(shè)備)與波特率為115．2 kbps的設(shè)備通信,，單片機(jī)U2_H(接波特率高的設(shè)備)與波特率為172．8 kbps的設(shè)備通信,。Ul_I，與U2_H的通信采用并行口方式,，以加快Ul_I,。與U2_H之間數(shù)據(jù)傳遞的速率。U1_L與U2_H的通信可以采用中斷查詢的方式,，也可以采用握手查詢的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞,。



電路采用2片75176接口驅(qū)動芯片組成一個RS-422通信接口。U3和U4組成的通信接口與115．2 kbps的設(shè)備相連,，U5和U6組成的通信接口與172．8 kbps的設(shè)備相連,，通信接口采用中斷技術(shù)。波特率變換器工作原理如下：U1_I,。從串行口收到設(shè)備的數(shù)據(jù)后,，從Pl口輸出數(shù)據(jù)，并通知U2_H取數(shù),，U2_H取到數(shù)據(jù)后向設(shè)備發(fā)出數(shù)據(jù),，同時通知Ul_I．已取走數(shù)據(jù)，為U1一L下一次輸出數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備,。當(dāng)U2_H從串行口收到設(shè)備的數(shù)據(jù)后,，查詢U1_I，是否允許接收數(shù)據(jù),，如允許接收數(shù)據(jù),，U2_H從P1口輸出數(shù)據(jù),，并通知Ul_L取數(shù)，Ul_L取到數(shù)據(jù)后向設(shè)備發(fā)出數(shù)據(jù),，同時通知U2_H已取走數(shù)據(jù),，為U2_H下一次輸出數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備；如Ul_L不允許接收數(shù)據(jù),，則U2_H暫緩送數(shù),。

2 波特率變換器的應(yīng)用

波特率變換器在應(yīng)用中，根據(jù)使用情況可以分為單向傳送和雙向傳送,。兩單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳遞可以采用中斷方式．也可以采用查詢方式,。如采用查詢方式，編程時利用P2口的幾位作為查詢信號,，實(shí)現(xiàn)單向或雙向傳送,。

2．1 單向傳送

單向傳送就是通信口的數(shù)據(jù)流只向一個方向，即從Ul_L接收到的數(shù)據(jù),，從U2_H發(fā)送出去,，或從U2_H接收到的數(shù)據(jù)，從Ul_L發(fā)送出去,。用這種方式進(jìn)行軟件編程比較簡單?，F(xiàn)以U1_L只接收外部設(shè)備數(shù)據(jù)，U2_H只向外部設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù),，采用查詢方式為例,，兩單片機(jī)之間數(shù)據(jù)傳送的流程圖如圖3所示。其中Ul_L的P2．2作為向U2_H傳送新數(shù)據(jù)的查詢信號(U2_H的P2．5),，P2．2=“0”表示有新的數(shù)據(jù),，P2．2=“1”表示沒有新的數(shù)據(jù),；U2_H的P2．2作為接收U1_L數(shù)據(jù)的查詢信號(U1_L的P2．5),，P2．2=“O”表示可以接收新的數(shù)據(jù)，P2．2=“1”表示不能接收新的數(shù)據(jù),。如果采用中斷方式,，兩單片機(jī)的查詢信號更簡單，只要Ul_L查詢U2_H是否可以接收數(shù)據(jù)的信號就可以,，U2_H無需查詢U1_L的查詢信號,。



2.2 雙向傳送

雙向傳送就是通信口可以同時接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)流是雙向的,，Ul_L和U2_H既接收數(shù)據(jù)也發(fā)送數(shù)據(jù),。這種方式軟件編程比較復(fù)雜，特別是雙向傳送數(shù)據(jù)采用查詢方式時,。單片機(jī)之間的查詢信號就更加復(fù)雜了?，F(xiàn)以雙向查詢方式為例,，兩單片機(jī)之間數(shù)據(jù)傳送的流程圖如圖4所示，U2_H的流程與U1_L一樣,。其中U1_L向U2_H傳送數(shù)據(jù)時的查詢信號與單向傳送的定義一樣,，U2_H的P2．3作為向U1_L傳送新數(shù)據(jù)的查詢信號(U1_L的P2．4)，P2．3=“0”表示有新的數(shù)據(jù),，P2．3=“l”表示沒有新的數(shù)據(jù),；Ul_L的P2．3作為接收U2_H數(shù)據(jù)的查詢信號(U2_H的P2．4)，P2．3=“O”表示可以接收新的數(shù)據(jù),，P2．3=“1”表示不能接收新的數(shù)據(jù),。如果采用中斷方式，查詢信號可以減少,，編程可以簡化,。



2.3 應(yīng)用時的注意事項(xiàng)

兩個單片機(jī)之間的握手方式如果采用中斷，由于U2_H向外部發(fā)送數(shù)據(jù)比U1_L接收外部數(shù)據(jù)快,，Ul_L向U2_H傳送數(shù)據(jù)時,，無需考慮U2_H的狀態(tài)，而U2_H向U1_L傳送數(shù)據(jù)時,，由于U2_H接收外部數(shù)據(jù)比U1_L向外部發(fā)送數(shù)據(jù)快,，U2_H必須查詢Ul_L的狀態(tài)，即U1_L是否處于接收U2_H數(shù)據(jù)的狀態(tài),，否則,，U2_H就不能向Ul_L傳送數(shù)據(jù)。

若作為RS_485通信接口使用,，只需對圖2中的電路稍做改動,，增加對75176芯片的讀寫控制，同時兩個單片機(jī)中與主通信設(shè)備相連的單片機(jī)作為主機(jī),，通過P2口的一位來協(xié)調(diào)兩個單片機(jī)是接收數(shù)據(jù)還是發(fā)送數(shù)據(jù),。

值得注意的是，該波特率變換器在不同的應(yīng)用中會受到一定的限制,，在使用時要注意下面幾點(diǎn)：

①波特率很高時,，要考慮單片機(jī)串行口能否實(shí)現(xiàn)；

②從波特率高的向波特率低的變換時,，要考慮波特率低的單片機(jī)能否實(shí)現(xiàn)不丟數(shù)據(jù)的發(fā)送,；

③當(dāng)雙向變換時，既要考慮上述情況,，還有考慮程序的大小,，以及執(zhí)行時間對雙向傳送數(shù)據(jù)的影響，計算兩個單片機(jī)能否實(shí)現(xiàn)不丟數(shù)據(jù)的變換，在時間上要留有余量,；

④在查詢時,，要注意握手信號的關(guān)系，不要對同一數(shù)據(jù)產(chǎn)生重復(fù)讀取,，以至于數(shù)據(jù)重復(fù),；

⑤波特率不同時，單片機(jī)可以選用不同的晶振頻率,。

2.4 實(shí)例及源程序

在實(shí)際使用中若碰到如圖1所示的情況,，需要波特率變換器將坡特率為172.8kbps的通信數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成波特率為115.2kbps，再向上位機(jī)傳送,。實(shí)際使用的電路如圖2所示,。在該實(shí)例中，為了防止局部時刻接收數(shù)據(jù)比發(fā)送快而丟失數(shù)據(jù),，再U2_H單片機(jī)的程序中,，加入了8個數(shù)據(jù)區(qū)作為接收數(shù)據(jù)存放緩沖區(qū)。

3 結(jié)論

通過長時間的通信實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用,，設(shè)計的波特率變換器方案可行,，通信可靠，沒有出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況,。在一些系統(tǒng)中,，由于通信波特率特殊，在設(shè)備之間通信存在波特率不匹配時,，通過波特率變換器,，可以實(shí)現(xiàn)不同波特率設(shè)備之間的通信。通過更改單片機(jī)的晶頻振率,，可以滿足各種波特率（在單片機(jī)允許的范圍內(nèi)）的轉(zhuǎn)換,。