RS485实验指导书.doc

RS485通信实验指导书实验一 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。12 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812倍，宽电压：5.53.5V，2.23.8V,低功耗设计：空闲模式，掉电模式，工作频率：035MHz.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7：232485选择插针8：485MVB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【实验内容】1. 长度：使用1米、3米、5米长5类双绞线连接两块电路板，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。2. 线径：使用3类、5类双绞线连接两块电路板，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。3. 列表对比实验结果。 任务3：信号类型，波特率，及介质带宽对通信有效性的影响【实验目的】1. 熟悉常用的485通信介质2. 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【实验重点及难点】1. 深刻理解介质带宽的概念2. RS485通信程序的编写【