发表于：2008/8/27 14:45:00
#0楼
在一些复杂的系统中，系统与分系统、分系统与设备等之间存在数据的传递问题，往往采用通信的方式来解决。由于分系统、没备等通信波特率的不同，特别是一些特殊波特率设备的存在，使得系统中设备间的相互通信不易实现。例如，在一个系统中，上位机接收某一设备的数据，如图1所示，设备l和设备2采用的是172．8 kbps的波特率，而上位机用vb编程，其通信波特率为115．2 kbps、128 kbps或256 kbps，等，这样设备之间就不能相互通信，给设计带来困难。为了解决上述问题，采用双单片机电路，设计了波特率变换器，将接收波特率为172．8 kbps的数据，转换成波特率为115．2 kbps的输出，从而使不同波特率设备之间的通信成为可能。
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1 波特率变换电路
波特率变换电路如图2所示。电路采用2片单片机89c5l作为电路的核心，利用单片机的uart串行口与相关设备通信。单片机u1_l．(接波特率低的设备)与波特率为115．2 kbps的设备通信，单片机u2_h(接波特率高的设备)与波特率为172．8 kbps的设备通信。ul_i，与u2_h的通信采用并行口方式，以加快ul_i。与u2_h之间数据传递的速率。u1_l与u2_h的通信可以采用中断查询的方式，也可以采用握手查询的方式进行数据传递。
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电路采用2片75176接口驱动芯片组成一个rs-422通信接口。u3和u4组成的通信接口与115．2 kbps的设备相连，u5和u6组成的通信接口与172．8 kbps的设备相连，通信接口采用中断技术。波特率变换器工作原理如下：u1_i。从串行口收到设备的数据后，从pl口输出数据，并通知u2_h取数，u2_h取到数据后向设备发出数据，同时通知ul_i．已取走数据，为u1一l下一次输出数据做准备。当u2_h从串行口收到设备的数据后，查询u1_i，是否允许接收数据，如允许接收数据，u2_h从p1口输出数据，并通知ul_l取数，ul_l取到数据后向设备发出数据，同时通知u2_h已取走数据，为u2_h下一次输出数据做准备；如ul_l不允许接收数据，则u2_h暂缓送数。
2 波特率变换器的应用
波特率变换器在应用中，根据使用情况可以分为单向传送和双向传送。两单片机之间的数据传递可以采用中断方式．也可以采用查询方式。如采用查询方式，编程时利用p2口的几位作为查询信号，实现单向或双向传送。
2．1 单向传送
单向传送就是通信口的数据流只向一个方向，即从ul_l接收到的数据，从u2_h发送出去，或从u2_h接收到的数据，从ul_l发送出去。用这种方式进行软件编程比较简单。现以u1_l只接收外部设备数据，u2_h只向外部设备发送数据，采用查询方式为例，两单片机之间数据传送的流程图如图3所示。其中ul_l的p2．2作为向u2_h传送新数据的查询信号(u2_h的p2．5)，p2．2=“0”表示有新的数据，p2．2=“1”表示没有新的数据；u2_h的p2．2作为接收u1_l数据的查询信号(u1_l的p2．5)，p2．2=“o”表示可以接收新的数据，p2．2=“1”表示不能接收新的数据。如果采用中断方式，两单片机的查询信号更简单，只要ul_l查询u2_h是否可以接收数据的信号就可以，u2_h无需查询u1_l的查询信号。
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2.2 双向传送
双向传送就是通信口可以同时接收数据和发送数据，数据流是双向的，ul_l和u2_h既接收数据也发送数据。这种方式软件编程比较复杂，特别是双向传送数据采用查询方式时。单片机之间的查询信号就更加复杂了。现以双向查询方式为例，两单片机之间数据传送的流程图如图4所示，u2_h的流程与u1_l一样。其中u1_l向u2_h传送数据时的查询信号与单向传送的定义一样，u2_h的p2．3作为向u1_l传送新数据的查询信号(u1_l的p2．4)，p2．3=“0”表示有新的数据，p2．3=“l”表示没有新的数据；ul_l的p2．3作为接收u2_h数据的查询信号(u2_h的p2．4)，p2．3=“o”表示可以接收新的数据，p2．3=“1”表示不能接收新的数据。如果采用中断方式，查询信号可以减少，编程可以简化。
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2.3 应用时的注意事项
两个单片机之间的握手方式如果采用中断，由于u2_h向外部发送数据比u1_l接收外部数据快，ul_l向u2_h传送数据时，无需考虑u2_h的状态，而u2_h向u1_l传送数据时，由于u2_h接收外部数据比u1_l向外部发送数据快，u2_h必须查询ul_l的状态，即u1_l是否处于接收u2_h数据的状态，否则，u2_h就不能向ul_l传送数据。
若作为rs_485通信接口使用，只需对图2中的电路稍做改动，增加对75176芯片的读写控制，同时两个单片机中与主通信设备相连的单片机作为主机，通过p2口的一位来协调两个单片机是接收数据还是发送数据。
值得注意的是，该波特率变换器在不同的应用中会受到一定的限制，在使用时要注意下面几点：①波特率很高时，要考虑单片机串行口能否实现；②从波特率高的向波特率低的变换时，要考虑波特率低的单片机能否实现不丢数据的发送；③当双向变换时，既要考虑上述情况，还有考虑程序的大小，以及执行时间对双向传送数据的影响，计算两个单片机能否实现不丢数据的变换，在时间上要留有余量；④在查询时，要注意握手信号的关系，不要对同一数据产生重复读取，以至于数据重复；⑤波特率不同时，单片机可以选用不同的晶振频率。
2.4 实例及源程序
在实际使用中若碰到如图1所示的情况，需要波特率变换器将坡特率为172.8kbps的通信数据转换成波特率为115.2kbps，再向上位机传送。实际使用的电路如图2所示。在该实例中，为了防止局部时刻接收数据比发送快而丢失数据，再u2_h单片机的程序中，加入了8个数据区作为接收数据存放缓冲区。
3 结论
通过长时间的通信实验和实际应用，设计的波特率变换器方案可行，通信可靠，没有出现数据丢失的情况。在一些系统中，由于通信波特率特殊，在设备之间通信存在波特率不匹配时，通过波特率变换器，可以实现不同波特率设备之间的通信。通过更改单片机的晶频振率，可以满足各种波特率（在单片机允许的范围内）的转换。
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1 波特率变换电路
波特率变换电路如图2所示。电路采用2片单片机89c5l作为电路的核心，利用单片机的uart串行口与相关设备通信。单片机u1_l．(接波特率低的设备)与波特率为115．2 kbps的设备通信，单片机u2_h(接波特率高的设备)与波特率为172．8 kbps的设备通信。ul_i，与u2_h的通信采用并行口方式，以加快ul_i。与u2_h之间数据传递的速率。u1_l与u2_h的通信可以采用中断查询的方式，也可以采用握手查询的方式进行数据传递。
电路采用2片75176接口驱动芯片组成一个rs-422通信接口。u3和u4组成的通信接口与115．2 kbps的设备相连，u5和u6组成的通信接口与172．8 kbps的设备相连，通信接口采用中断技术。波特率变换器工作原理如下：u1_i。从串行口收到设备的数据后，从pl口输出数据，并通知u2_h取数，u2_h取到数据后向设备发出数据，同时通知ul_i．已取走数据，为u1一l下一次输出数据做准备。当u2_h从串行口收到设备的数据后，查询u1_i，是否允许接收数据，如允许接收数据，u2_h从p1口输出数据，并通知ul_l取数，ul_l取到数据后向设备发出数据，同时通知u2_h已取走数据，为u2_h下一次输出数据做准备；如ul_l不允许接收数据，则u2_h暂缓送数。
2 波特率变换器的应用
波特率变换器在应用中，根据使用情况可以分为单向传送和双向传送。两单片机之间的数据传递可以采用中断方式．也可以采用查询方式。如采用查询方式，编程时利用p2口的几位作为查询信号，实现单向或双向传送。
2．1 单向传送
单向传送就是通信口的数据流只向一个方向，即从ul_l接收到的数据，从u2_h发送出去，或从u2_h接收到的数据，从ul_l发送出去。用这种方式进行软件编程比较简单。现以u1_l只接收外部设备数据，u2_h只向外部设备发送数据，采用查询方式为例，两单片机之间数据传送的流程图如图3所示。其中ul_l的p2．2作为向u2_h传送新数据的查询信号(u2_h的p2．5)，p2．2=“0”表示有新的数据，p2．2=“1”表示没有新的数据；u2_h的p2．2作为接收u1_l数据的查询信号(u1_l的p2．5)，p2．2=“o”表示可以接收新的数据，p2．2=“1”表示不能接收新的数据。如果采用中断方式，两单片机的查询信号更简单，只要ul_l查询u2_h是否可以接收数据的信号就可以，u2_h无需查询u1_l的查询信号。
2.2 双向传送
双向传送就是通信口可以同时接收数据和发送数据，数据流是双向的，ul_l和u2_h既接收数据也发送数据。这种方式软件编程比较复杂，特别是双向传送数据采用查询方式时。单片机之间的查询信号就更加复杂了。现以双向查询方式为例，两单片机之间数据传送的流程图如图4所示，u2_h的流程与u1_l一样。其中u1_l向u2_h传送数据时的查询信号与单向传送的定义一样，u2_h的p2．3作为向u1_l传送新数据的查询信号(u1_l的p2．4)，p2．3=“0”表示有新的数据，p2．3=“l”表示没有新的数据；ul_l的p2．3作为接收u2_h数据的查询信号(u2_h的p2．4)，p2．3=“o”表示可以接收新的数据，p2．3=“1”表示不能接收新的数据。如果采用中断方式，查询信号可以减少，编程可以简化。
2.3 应用时的注意事项
两个单片机之间的握手方式如果采用中断，由于u2_h向外部发送数据比u1_l接收外部数据快，ul_l向u2_h传送数据时，无需考虑u2_h的状态，而u2_h向u1_l传送数据时，由于u2_h接收外部数据比u1_l向外部发送数据快，u2_h必须查询ul_l的状态，即u1_l是否处于接收u2_h数据的状态，否则，u2_h就不能向ul_l传送数据。
若作为rs_485通信接口使用，只需对图2中的电路稍做改动，增加对75176芯片的读写控制，同时两个单片机中与主通信设备相连的单片机作为主机，通过p2口的一位来协调两个单片机是接收数据还是发送数据。
值得注意的是，该波特率变换器在不同的应用中会受到一定的限制，在使用时要注意下面几点：①波特率很高时，要考虑单片机串行口能否实现；②从波特率高的向波特率低的变换时，要考虑波特率低的单片机能否实现不丢数据的发送；③当双向变换时，既要考虑上述情况，还有考虑程序的大小，以及执行时间对双向传送数据的影响，计算两个单片机能否实现不丢数据的变换，在时间上要留有余量；④在查询时，要注意握手信号的关系，不要对同一数据产生重复读取，以至于数据重复；⑤波特率不同时，单片机可以选用不同的晶振频率。
2.4 实例及源程序
在实际使用中若碰到如图1所示的情况，需要波特率变换器将坡特率为172.8kbps的通信数据转换成波特率为115.2kbps，再向上位机传送。实际使用的电路如图2所示。在该实例中，为了防止局部时刻接收数据比发送快而丢失数据，再u2_h单片机的程序中，加入了8个数据区作为接收数据存放缓冲区。
3 结论
通过长时间的通信实验和实际应用，设计的波特率变换器方案可行，通信可靠，没有出现数据丢失的情况。在一些系统中，由于通信波特率特殊，在设备之间通信存在波特率不匹配时，通过波特率变换器，可以实现不同波特率设备之间的通信。通过更改单片机的晶频振率，可以满足各种波特率（在单片机允许的范围内）的转换。
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