作者：山东大学 郑来波 来源：《国外电子元器件》

摘要：给出了一种单片同与pc进行通信的低成本接口的设计方法，并给出了其中的关键参数，通过在实践中检验证明：该接口在对成本和体积有严格要求的系统中有着广泛的应用。 关键词：单片机 pc 接口 通信 在单片机系统的设计中，经常遇到需要与pc进行通信的问题。一般单片机都提供有uart接口，而普通pc机也都有1～2个rs-232口，所以，实际使用时经常用rs-232进行单片机与计算机间的通信。在近距离通信中，以零调制三线经济型使用最为广泛。 rs-232标准是广泛使用的串行通信标准，但使用的电平与ttl和mos电平完全不同，逻辑“0”至少为+3v，逻辑“1”至少为-3v，而单片机系统则使用ttl电平或mos电平。因此，需要使用接口电路来实现ttl电平或mos电平与rs-232电平之间的转换。目前已有现成的接口芯片可供选用，价格低一些的如mc地488（将ttl电平转换为rs-232c标准电平）和mc1489（将rs-232标准电平转换为ttl电平），但mc1488需要±12v的供电电压。另外，也有许多使用单一的+5v供电芯片可供选择，如max2003，但此类芯睡价格不菲，且需要若干外围元件。在对体积和成本有较严格的要求时，进一步简化接口电路很有必要。 1 一种简单的接口电路 实用中，单片机与pc的通信通常采用半双工通信，这时，可以采用一种较简单的接口电路（如图1所示）。在这种电路中，pc机的rxd上的逻辑高电平（小于-3v）是以“偷电”的方式从本身的txd端获得。这种电路的工作原理如下： pc机txd端的逻辑电平经t1后变为ttl电平或mos电平。在单片机txd端为逻辑低电平时，光耦的发光二极管发光，使得晶体管导通。其集电极的vcc（一般为+5v）加在pc机的rxd端；而在单片机txd端为逻辑高电平时，光耦的发光二极管不发光，晶体管截止。由于pc机的txd端在空闲时处于逻辑高电平（小于-3v），因此，这个电平便通过电阻r4加到其rxd端。这样，便实现了ttl电平或mos电平到rs-232电平的转换。但需要注意的是，由于pc机的rxd和rxd端通过电阻接到了一起，因此有时会出现pc机自发自收的情况，这一点需要在编程时加以处理。 2 电阻值的确定 图1电路中，r1、r2的取值范围较大，一般只要使得t1正常工作在开关状态下即可。r3的取值可按下式进行计算： r3=(vcc-vf-vcs)/if 其中vcc是工作电源电压，vcs是单片机txd端的低电平电压（一般取0.2v），vf是光耦中的发光二极管导通时的正向压降（一般为1.1v左右），if是其正常工作电流（一般为10ma）。 r4取值的合适与否是本电路的关键。取值过小，可能会在单片机发送逻辑低电平时，使pc机的rxd端电平受自身txd端的影响太大而导致电压过低，从而达不到逻辑低电平的要求而不能正确接收；取值过大，则会在单片机发送逻辑高电平时，pc机rxd端受其输入电阻的影响而不能将自身txd端的逻辑电平正确传送过来，这样也不能正确接收。实际上，r4的取值受多种因素的影响，其中包括：光耦中晶体管的特性、r2的值、二极管d的特性、pc机rxd端的输入电阻和输入电平、txd端的输出电阻和输出电平等。而这些因素中，尤以后两乾的影响为甚。 在pc机系统中，异步通信适配器以ins8250通讯芯片为核心，再配以可进行电平转换的发送器和接收器电路而组成的。不同种类的pc机由于主板设计的不同，其rs-232的特性也有差异，特别是rxd端的输入电阻和txd端的输出电阻相去甚远。因此，若要用计算的方法得到r4的取值，需要了解各种主板的电路设计，这样非常麻烦。但是对各种常见品牌计算机的rs-232口的特性进行测试却是相对简便的。笔者在各种常见品牌的近百台计算机上进行了测试，得到了可以在各种计算机上可正常使用的r4值，具体取值如表1所列。

表1