主页 > 技术文章 > 信号与系统实验箱--计算机与单片机通信接口 2025-07-08

信号与系统实验箱--计算机与单片机通信接口

一、实验目的
1.熟悉RS-232接口电路的作用与电路组成；
2.掌握计算机与实验平台串行通信的方法；
3.掌握计算机与实验平台串行通信的软件编程及运行程序。
二、计算机串行通信接口电路原理
实验平台设有专门用于与外部计算机串行通信的接口电路。它采用RS-232标准。下面先介绍RS-232标准和RS-232接口芯片，然后介绍计算机与平台串行通信的实验电路。
1.RS-232接口电路
1）RS-232C标准
EIA RS-232C（现在已发展到RS-232E）是异步串行通信中应用最广的标准总线，它包括了按位串行传输的电气和机械方面的规定，适用于数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间的接口。一个完整的RS-232C接口有22根线，采用标准的25芯插头座。其中15根引线组成主信道通信，其它则为未定义和供辅信道使用的引线。辅信道也是一个串行通道，但其速率比主信道低得多，一般不使用。如果要使用的话，主要是传送通信电路两端所接的调制解调器的控制信号。实用的大多数计算机应用系统或智能单元之间只需要使用3～5根信号线路即可工作，其中包括两个方向的数据线和一对握手信号线RTS和DSR，另外一条是公用的信号地线。实验平台上不用握手信号，采用了最简单的3线连接方式。
由于RS-232是早期为促进公用电话网络进行数据通信而制定的标准，其逻辑电平对地是对称的，完全与TTL、CMOS逻辑电平不同。RS-232的逻辑电平规定：逻辑‘0’电平为+5～+15V，逻辑‘1’电平为-5～-15V。因此具有RS-232电平的器件与具有TTL电平的器件要互相连接必须先经过电平转换。表23-1为现行的EIA/TIA RS-232E，CCITTV.28标准摘要：
RS-232C标准由于发送器和接收器之间具有公共信号地，不可能采用双端信号，只能采用单端信号即不平衡传输方式。因此，共模噪声会耦合到信号系统中。这是迫使RS-232使用较高传输电压的主要原因，即便如此，该标准的信号传输速率也只能达到20KB/S，而且最大通信距离仅30米，只有这种条件下才能可靠地进行数据传输。

表23-1 EIA/TIA-232E，V28标准摘要
由于实验平台的信号电平使用TTL/CMOS电平，外部计算机内的发送器、接收器采用RS-232C电平。当计算机与平台进行串行通信时，必须加入电平转换器，把平台的TTL/CMOS电平转换为计算机接口的RS-232电平。这类电平变换器有许多产品，平台上选用具有电平转换功能的MAXIM公司200系列的MAX202型收发器。
2）MAX202收发器
MAX200系列（MAX200-MAX211/MX213）收发器是一种集发送器与接收器于一体同时具有电平转换功能的接口电平转换电路，它可把TTL/CMOS电平与RS-232电平互换，是专为使用±10V或±12V电源的RS—232与V.28通信接口而设计。收发器使用+5V输入电源，片内设有充电泵式的电压变换器，把+5V变换为±10V以便提供RS-232输出电平。其中MAX209内部的电压变换器将+5V变换为±12V，故它们可提供±12V的RS-232输出电平。比其它型号输出电平更高，传输距离更远。
MAX200-MAX211/MAX213收发器在数据速率为20Kb/S时满足所有EIA/TIA-232E与CCITT V.28标准。在数据速率超过120Kb/S时发送器可输出±5V EIA/TIA-232E输出信号电平，符合EIA/TIA-232E标准。
2.计算机与实验平台串行通信电路
图23-1为PC机与实验平台串行通信实验的方框图。

图23-1 计算机与实验平台串行通信实验方框图
3.程序下载与运行结果读取原理（本项实验内容放到课题设计中进行）
1）程序下载：运行信号与系统实验平台的上位软件Signal，选择“DSP应用实验”，点击“装载”按钮，在弹出的对话框中选择要装载的文件（如DSP应用程序）或数据（如：滤波器设计），通过RS232串口送入单片机AT89S52（UB04），UB04通过DSP的HPI 接口将PC机送来的程序或数据发给DSP，PC机发运行命令给单片机UB04，UB04使DSP复位，并运行装载的程序。
注：本软件可直接将编译好DSP的执行文件“*.OUT”下载到DSP芯片的SRAM中。
2）DSP中数据读取：DSP将运行结果存于DRAM中，主机AT89S52通过HPI接口读取数据并通过PC机的串口将数据发送到PC机（如：频谱分析）。
3）运行上位软件Signal，选择“DSP应用实验”，点击“装载”按钮，装载已编译好的目标文件（*.OUT），然后按“运行”按钮，即可使DSP运行装载的程序。
三、实验内容
1.熟悉RS-232接口电路的标准和电路组成；
2.用高级语言编写PC机异步串口的通信程序；
3.用51的汇编语言编写单片机与PC机的通信程序；
4.参阅DSP主机接口的有关资料，编写单片机通过主机接口读写DSP中DRAM中数据的程序。
四、实验报告要求
1.画出计算机与实验平台串行通信的电路，说明MAX202芯片的作用；
2.描述DSP的HPI接口的工作原理，给出DSP和主机AT89S52通信的程序框图。

其他技术文章链接：
加强中职学生对弱电与强电认识
好氧堆肥实验装置使用说明
传感器实验台温度控制仪表操作说明
太阳能光伏发电综合实训系统使用说明
电动机技术工作原理及运行维护
电机与拖动实验实训报告
光机电一体化实训设备实验室介绍
机械设计实验室
齿轮范成仪使用说明书
家用电器之电子消毒柜实验指导书
臭氧氧化脱色实验说明书
萃取精馏教学实验指导书
二氧化碳PVT关系测定实验指导书
空气绝热指数测定装置实验指导书
填料吸收实验装置使用指导书
超滤、纳滤、反渗透多功能膜分离实验装置说明
孔口管嘴实验仪说明书
热电偶制作校验仪说明书
好氧堆肥实验装置实验说明书
沿程阻力系数测定装置说明书
文丘里除尘器性能实验指导书
制冷压缩机性能测试实训装置指导书
化工传热实验装置使用说明书
数据采集板式静电除尘器指导书
《台虎钳》实测绘图组合训练装置
自由对流横管管外放热系数测试装置使用说明书
流体力学综合实验装置使用说明书
《典型零件》实测绘图训练装置
制冷制热工作原理及实验目的
挖掘机液压模拟训练平台操作说明
中温法向辐射率测量仪实验装置的介绍及使用说明
传感器实验台的特点及维护
热电偶校验仪使用说明
热电阻校验装置使用说明
做燃料电池教具实验要注意什么
电机及电气技术实验的基本要求及安全操作规程
交流及直流电源实验操作说明
传感器实验台温度控制仪表操作说明
冲击水浴除尘器实验装置使用说明
变压器耦合推挽功率放大器实验说明
平面磨床面板器件布局图及电路实训单元故障现象
定时兼报警记录仪的使用方法
浅谈职高《电子线路》教学中学生能力的培养
试析自动化专业实验实训室建设与实践教学体系改革
浅析创新电工电子实训教学模式提高学生自主操作能力
谈《维修电工》工学结合一体化教学
电气自动化技术专业生产性实训模式创新
浅谈电工学实验在中专专业课教学中的作用
化工电气自动化专业实训室建设探讨
浅谈液压系统污染物的防与治
关于《液压与气动技术》课程教学探索
试析“新能源导论与创新实践”教学体会与实践
浅谈电力局办公自动化系统的开发模型
两电极电化学CO传感器的研制
传感器教学中学生创新素质的培养
中职实训基地建设的探索与实践
基于ＰＬＣ多台空调机组的自动控制设计
浅谈析基于FMS的机电一体化教学培训系统开发
电工电子实验技能正确使用的认识
改善机电一体化传动管控教学改革
浅谈电工电子设备中的各种“地”作用
光机电一体化设备中变频器怎么判断故障
中职学生实验中对二极管电路认识
电工电子实训中常见问题总结
工程机械实训室建设的实习报告
中职学生为什么要学电工电子吗
在电工电子实训中几种二极管的测试技巧
关于中职机电一体化专业技能体系的构建
关于中职机电一体化专业学生技能实训探索
电工电子实验中对输入电阻和输出电阻的认识
中职学生如何上好机电一体化课程
浅谈PLC可编程序控制器在电气设备中作用
中职机电一体化设备组装与调试竞赛规程
浅谈中职机电一体化实习（实训）教学考核规范与标准
浅谈中职教师汽车专业技能标准的差异及对策
浅谈煤矿自动化机电技术探索
浅谈中职汽车一般常见故障的诊断方法
中职对机电一体化计算机基础探索
机电一体化技能竞赛促进教学质量的提高
浅谈中职汽车电气设备构造与维修课程实践教学探索
对机电一体化设备安装中几个要点认识
对新型传感器提升电动机性能并降低功耗作用
讲解光机电一体化具体内容包括
浅谈机电一体化技术专业如何适应应用性本科教育
探索中职学校汽车修理专业如何适实践作业
让高职学生了解热电偶现场使用的注意事项
浅谈教学电梯安装实训教学的分析
浅析电梯电气故障原因及解决措施
探索现代电力电子技术应用状况
高职汽车技术服务与营销专业实践教学改革新探
汽车维修职业教育中故障诊断思维方法的培养
浅谈智能楼宇闭路电视监控系统方案
浅谈PLC可编程实训课教学探索
燃料电池发电教学实验平台
PLC可编程控制技术综合实训装置(西门子1200)
家用电器综合实训室设备
光机电一体化实训设备实验室介绍
电机及电气技术实训装置
基础电工电子实验室设备
定制热管换热器实验台
物联网射频识别综合应用实验箱
初级维修电工实验台

上一篇：电路分析实验箱--二阶动态电路响应的研究
下一篇：线性电路叠加性和齐次性验证--电工基本实验

信号与系统实验箱--计算机与单片机通信接口

我们的优势：