RS 232串口通信在PC机与单片机通信中的应用

接通，ON状态，正电压）：+3～+15 V；

　　信号无效（断开，OFF状态，负电压）：-3～-15 V。

　　由以上定义可以看出，信号无效的电平低于-3 V，也就是当传输电平的绝对值大于3 V时，电路可以有效地检查出来，介于-3～+3 V之间的电压无意义，低于-1 5 V或高于+15 V的电压也认为无意义，因此，实际工作时，应保证电平的绝对值在3～15 V之间。当计算机和TTL电平的设备通信时，如上位机和单片机通信时，需要使用RS 232/TTL电平转换器件，常用的有MAX232。

　　1．5 RS 232与单片机之间的接口电路MAX232

　　由于RS 232信号的电平和单片机串口信号的电平不一致，必须进行二者之间的电平转换。MAX232由单一的+5 V电源供电，只需配5个高精度10μF/50 V的钽电容即可完成电平转换，转换后的串行信号TXD，RXD直接与上位机的串口连接。MAX232芯片的内部结构基本可分三个部分：

　　第一部分是电荷泵电路。由1，2，3，4，5，6脚和4只电容构成。功能是产生+12 V和-1 2 V两个电源，提供给RS 232串口电平的需要。

　　第二部分是数据转换通道。由7，8，9，10，11，12，13，14脚构成两个数据通道。其中13脚（R1in）、12脚（R1out）、11脚 （T1in）、14脚（T1out）为第一数据通道。8脚（R2in）、9脚（R2out）、10脚（T2in）、7脚（T2out）为第二数据通道。 TTL/COMS数据从T1in，T2in输入转换成RS 232数据从T1out，T2out送到电脑DB9插头；DB9插头的RS 232数据从R1in，R2in输入转换成TTL/COMS数据后从R1out，R2out输出。

　　第三部分是供电。1 5脚GND、16脚VCC（+5 V）。

　　图3 RS 232与MAX232的连接图

　　1．6 RS 232的不足之处

　　（1）传输距离有限，实际最大传输距离只有50 m。

　　（2）传输速率较低，在异步传输时，速率最大为19 200 b。

　　（3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。

　　1．7 消除干扰噪声的主要方法

　　针对以上所述RS 232易产生共模干扰的问题，常用的解决方法主要是采用光隔离器，光隔离器穿过一个隔离的屏障来传输信号。一个光隔离器由一个光敏电阻耦合的发光二极管构成。流过发光二极管的电流使得它以可见光或者红外线的方式释放能量。这些能量将这个光敏电阻打开，导致在这个电阻的发射极和集电极之间的低阻抗。这个发光二极管的基极可以留着没有连接。从基极到发射极加入一个电阻可以导致更快的开关速度，但是输出电流更低。

　　2 结语

　　RS 232串口通信是PC机和单片机之间信息传递的枢纽，一切数据和指令的传输必须由RS 232串口来完成。针对RS 232存在的不足之处加以改进之后，RS 232使得PC机和单片机之间能高效地通信，采用电平转换芯片MAX232实现TTL逻辑电平和RS 232电平之间的相互转换，转换之后的串行信号TXD，RXD直接与PC机的串口连接，如此连接，既可体现出单片机的灵活控制功能，又可发挥出PC机强大的计算和显示功能，有利于对现场信号的实时采集、处理和监控，确保了良好的人机界面的交互性。