单片机通信电路接口：设计实例

单片机系统之间的控制和计算机对单片机采集数据的处理都需要利用通信接口进行数据的传输。单片机与单片机之间的数据通信称为多机通信，单片机和PC之间的数据的通信为上位机通信。单片机串口通信是利用单片机的串行接口实现的。

单片机通信常用的通信协议有RS232C、RS485，对应的总线接口有串行RS232、RS485和USB总线接口。由于MCS-51系列单片机含有串行通信接口，因此利用少量的芯片即可以设计串行通信的接口电路。

1.RS232通信接口

ELA RS232C是常用的串行接口标准，用于实现计算机与计算机之间、计算机与外设之间的数据通信。该标准的目的是定义数据终端设备（DTE）之间接口的电气特性。RS232C也为单片机与单片机、单片机与PC间提供了串行数据通信的标准接口。通信距离可达到15m。为了保证二进制数据能够正确传送，设备控制准确，有必要使所用的信号电平保持一致。为满足此要求，RS232C标准规定了数据和控制信号的电压范围。由于RS-232C是在TTL集成电路之前研制的，所以它的电平不是＋5V和地，而是采用负逻辑，规定＋3～＋15V之间的任意电压表示逻辑0电平，－3～－15V之间的任意电压表示逻辑1电平，如单片机的串行接口COM1、COM2。

计算机与单片机进行串行接口通信时，需要采用MAX232芯片进行电平转换。图4-21所示的电路是MAX232串行接口电平转换电路，数据发送与接收分别与RS232电缆线接口DB9中的2、3针连接。这种串行接口电路可用于多机串行接口通信中，也可直接用于STC系列单片机的程序下载，同样功能的串行接口芯片有MC1489，75189等。MAX232电源与单片机采用同一电源供电。

图4-21 采用MAX232接口串行通信电路

2.RS485通信接口

RS485协议是一种利用双绞线实现的远距离串行通信标准，接口电路采用平衡驱动器和差分接收器，以两线之间的电压差表示逻辑1和0，因此具有较高共模抑制和抗干扰能力。理论上，RS485数据最高传输速率为10Mbit/s，传输距离达3km，多用于用于楼宇云台控制和有线控制机器人等系统。(www.xing528.com)

RS485接口连接器采用MAX485芯片，输入电平为TTL电平。单片机多机远距离通信可以直接使用MAX458芯片。图4-22所示是一种单片机RS485接口电路，AB端接双绞线可与远程单片机通信。

3.USB通信接口

USB（Universal Serial BUS、通用串行总线）的缩写，而其中文简称为通串线，是一个外部总线标准。USB是在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的，用于规范计算机与外部设备的连接和通信。

图4-22 采用MAX548实现的RS485通信接口

USB使用个4针（USB3.0标准为9针）插头作为标准插头，最多可以连接127个外部设备，并且不会损失带宽。USB需要主机硬件、操作系统和外设3个方面的支持才能工作。USB具有传输速度快（USB1.1是12Mbit/s，USB2.0是480Mbit/s，USB3.0是5 Gbit/s）、使用方便、支持热插拔、连接灵活、独立供电等优点，可以连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、闪存盘、MP3、手机、数码相机、移动硬盘、外置光软驱、USB网卡、ADSL Modem、Cable Modem等几乎所有的外部设备。

单片机与计算机之间的通信也可以使用USB接口，只需把单片机串行接口通信数据转换为USB标准电平即可。