RS485实验指导书

实验一实验板点对点通信

【实验目的】

1. 建立双机通信的概念

2. 掌握单片机串行口通信的编程和调试方法。

3. 掌握异步串行通信的数据格式及数据协议设定。

【实验环境】

PC机一台，keil开发环境一套，RS232通信线

【实验重点及难点】

串行口通信的程序的设计，以及硬件的连接数据通信的协议等。

【实验原理介绍】

1.1 程序下载方式介绍

1.1.1 RS232与上位机通信下载程序

由于要从上位机中下载程序到单片机中，所以需要建立他们之间的通信线路。本实验采用MAX232芯片，max232是一种把电脑的串行口rs232信号电平（-10 ，+10v）转换为单片机所用到的TTL信号点平（0 ，+5）的芯片，下面介绍一下max232引脚图，看下面的图。

图3.1 max232引脚图

本实验中采用11、12、13、14号管脚作输入输出，其中13、14与DB9连接，11、12与单片机连接。

1.1.2 485通信

485通信的过程如下：从DB9接收数据，经过max485芯片实现电平转换，然后max485芯片经过高速光耦与单片机通信，将数据送入单片机中进行处理；处理完成后将数据返回至max485，再经DB9输出。如此就可实现两单片机之间的通信或单片机与上位机间的通信。下面介绍一下max485芯片接线方法，如下图示：

图2 max485接线图

其中1、4为输入输出管脚，经光耦与单片机连接，2、3为使能端，6、7为与外部通信接口。

1．2 MCU功能介绍

本实验中选择stc12c5a60s2系列单片机，其管脚图如下：

图3 tc12c5a60s2单片机管脚图

stc12c5a60s2系列单片机是单时钟的单片机，增强型8051内核，速度比普通8051快8~12倍，宽电压：5.5~3.5V，2.2~3.8V,低功耗设计：空闲模式，掉电模式，工作频率：0~35MHz.时钟：外部晶体或内部RC振荡器可选，在ISP下载编程用户程序时设置。全双工异步串行口，兼容8051的串口。内部集成max810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换。

本实验中，当外部信号输入时，经过A/D转换，再由8051处理后输出，其中p3.0为输入，p3.1为数据输出，也可经其他I/O口输入输出，以达到数据显示等其他功能。另外，在实验中stc12c5a60s2还连接一些其他外部电路，如时钟信号电路，复位电路，地址选通

电路，以及数据显示电路等。

1.3 实验板资源介绍

1：四针电源插座，可以直接用电脑电源中的5V电源接口直插。

注：四个针从外到里（从左至右）分别为+5V、GND、GND、无用。

2：通用电源接口。

注：以上两个电源接口任选其一。

3：两个DB9，485通信接口

4：电源开关，拨下为关，拨上为开，也可以通过右边的红色电源灯判断。

5：电位器，可用来调节液晶对比度。

6：电源灯

7：232—485选择插针

8：485—MVB选择插针

9：端接电阻

10：端接电阻引入插针

11：LCD液晶

12：DB9，232通信接口

13：STC12C5A60S2芯片

14：两个LED灯

15：MVB引入插针

16：两个按键

17：第二路串口引入插针

18：电位器，用于AD采用的输入

19：复位按键

20：LED灯

21：多余的IO口引出插针

22：六位拨码开关，实际只有前五位有效（从左至右，往下拨置地，往上拨至高）

【实验内容】

1. 查阅MCU芯片手册，理解电路原理。

2. 制作串口RS232通信线。

3. 下载例程进行测试。

【实验步骤】

1. 在电脑中安装keil开发环境。

2. 制作串口RS232通信线

3. 编写通信程序，实现以下功能。

A 数据采样-----判断是否有数据输入（输入为模拟量）

B 模数转换-----对输入数据进行A/D转换，供芯片处理。

C 请求发送数据程序-----发出数据请求信号

D 响应程序-----针对请求信号，做出相应回应。

E 液晶显示程序-----对收到的信号进行数据处理，以十进制数进行显示。

按设计电路连接本组硬件电路板A与电脑，上电。

进入程序编译界面，调试程序。调节输入电压，观察液晶显示值与实际值是否一致。

若不一致，修改程序，直至液晶屏正确显示电位器电压。

4. 关闭电源。取另外一组的硬件电路板B。用串行通信线将硬件电路板A与硬件电路

板B相连，打开电源，使A、B电路板工作。

5. 运行程序，调整电位器输入电压，观察A、B电路板的液晶显示结果与实际是否一

致。多次调节输入电压，观察并记录结果。

实验二通信介质对数据通信有效性的影响

任务1：终端电阻的作用

【实验目的】

1. 掌握终端电阻的计算方法

2. 了解终端电阻的作用。

【实验环境】

PC机一台，实验板两块，导线若干

【实验内容】

检测有无终端电阻两种情况下的通信数据波形

【实验步骤】

1. 按电路原理图使用双绞线连接两块电路板。

2. 在两个终端节点上，即最近端和最远端，各接入一个终端电阻（阻值为50欧）。

3. 启动其中的一块电路板，调节所连电位器并运行显示程序，向另一块电路板发送结

果数据使其显示。

4. 使用示波器测量收数据端信号波形，分析数据通信的有效性指标（频带利用率，协

议效率和通信效率）。

5. 将步骤（2）中的终端电阻换为120欧和240欧及不接终端电阻重复试验，分析记

录实验结果。

6. 综合四种情况，分析终端电阻的作用及对数据通信有效性的影响，确定其取值原则

任务2：通信介质对通信有效性的影响

【实验目的】

3. 熟悉常用的485通信介质

4. 掌握不同介质对485通信有效的影响

【实验环境】

PC机一台，实验板两块，信号发生器一台，示波器一台，不同类型的导线若干

【实验重点及难点】

编写485通信程序，制作不同类型的通信线