基于C8051F020的通用串口适配器的设计

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　　1引言
　　串行通信的广泛应用可使各种传输设备有机地连成一体，能够安全可靠地进行数据交换和信息传递。但是由于各个设备传输信道上的信号不同，所应用的串口也各种各样，要完成众多设备相互之间的通信，就必然要涉及到各个设备之间的串口转换问题。
　　为了使计算机的RS-232接口与各种不同的串口进行通信，从而测试或控制不同设备的工作状态，本文设计了一种通用串口适配器，适配器有4个对外接口，其中，1口连接控制计算机，2、3、4口连接不同标准串口的通信设备，如图1所示。




　　2 硬件设计
　　为了实现对适配器的自动控制以及扩展其他接口，采用了C8051F020单片机。适配器选用了C8051F020微处理器、MAX4534电子模拟开关、MAX232电平转换器以及RS-485／RS-422信号转换器MAX491等。
　　整个系统以C8051F020为核心，原理框图如图2所示。通过串口1控制从上位机串口发送的数据的接收、存储和判别，然后通过串口2控制电子模拟开关，使其内部的模拟开关接通相应的串口，最后实现计算机与各个串口的通信。




　　2.1 与上位机通信电路
　　C8051F020引脚的信号电平为TTL类型，而PC机串口的异步串行通信基于RS-232标准。两者通信信号的逻辑电平不一致，必须进行信号电平转换。因此，选用Maxim公司的MAX232实现TTL电平与RS-232电平的双向转换。
　　MAX232包含两路接收和驱动器，适用于各种EIA-232C和V.28／V.24的通信接口。该器件内置一个电源电压转换器，可将5 V电压转换成RS-232C输出电平所需的±10 V电压。所以，采用此器件的串行通信系统只需单一的+5 V电源。