在现代通信系统中,异步串行数据传输是一种常见的数据传输方式,特别是在远程监控和智能设备的接口中。然而,由于通信码速调整,数据在传输过程中可能会出现波形畸变,导致通信质量下降,甚至中断。本文针对这一问题,提出了一种利用AT89C2051单片机实现异步串行数据再生的解决方案,以消除波形畸变,保证数据的准确传输。
AT89C2051是一款基于MCS-51系列的单片机,内置2K字节的Flash Memory和128字节的RAM,拥有一个全双工的串行接口,适用于构建紧凑且经济的解决方案。在硬件设计中,两个AT89C2051单片机分别接收来自COM1和COM2接口的数据,然后在精确的波特率时钟控制下重新发送出去,从而实现数据再生。这一过程包括了“串-并”(接收)和“并-串”(发送)的转换,有效地校正了因码速调整产生的波形畸变。
硬件电路中,MAX202或MAX490用于电平转换,确保TTL电平与RS232或RS422接口之间的兼容性。MAX818则提供了上电复位和看门狗功能,以确保单片机的稳定运行。数据在通过AT89C2051的转发过程中,通过串行口的配置,可以设置多种波特率,如150至19200BPS。
软件设计部分,由于两片单片机的职责相同,其软件也是相同的。在初始化后,通过读取P1.7、P1.6和P1.5引脚的电平来设置串行口的波特率。软件采用简单的查询方式处理串行口操作,以避免数据丢失,同时在RAM中设置FIFO缓冲区以应对接收数据的溢出问题。使用C语言编写程序,可以提高开发效率,并且在KeilμVision2 V2.05环境下编译和调试。
实践证明,这种设计在多个现场应用中表现出良好的性能。通常情况下,每隔三到四个基站部署一个异步串行数据再生器,可以确保通信链路在9600BPS状态下稳定工作。此方案不仅成本低、可靠性高,而且软件扩展性强,通过增加光耦还能实现电气隔离,适应不同通信波特率的能力也能通过软件进一步增强。
本文提出的单片机实现异步串行数据再生的方法,为解决通信中的波形畸变问题提供了一种实用且经济的途径,特别适合于远程监控和移动通信基站的辅助数据通道中,提高了系统的稳定性和实时性。