计算机控制系统

计算机控制系统教学图片计算机控制系统教学片计算机控制系统教学片图128：RS-232CD型25针插头引脚定义图14151617181920212223242512345678910111213保护地（机壳）发送数据（TXD）接收数据（RXD）请求发送（RTS）清除发送（CTS）数据装置就绪（DSR）信号地载波检测（DCD）留作测试用留作测试用未用次信道载波检测次信道清除发送次信道发送数据发送时钟次信道接收数据接收时钟未用次信道请求发送数据终端就绪（DTR）信号质量检测振铃指示(RI)数据信号速率选择发送时钟未用注：箭头从孔向外指向DCE箭头从外向孔指向DTE注:DCE—数据电路(端接)设备数据通信设备，如Modem注：DTE—数据终端设备，如计算机图129：RS-232CD型9针插头引脚定义图1载波检测（DCD）23456789接收数据（RXD）发送数据（TXD）数据终端就绪（DTR）信号地振铃指示请求发送（RTS）清除发送（CTS）数据装置就绪（DSR）计算机控制系统教学片电气特性参数范围带3~7Ω负载时驱动器的输出电平逻辑1：-3V~-15V逻辑0：+3V~+15V无负载时驱动器的输出电平逻辑1：-5V~-15V逻辑0：+5V~+15V驱动器通断时的输出阻抗>300Ω输出短路电流<0.5A最大负载电容2500PF计算机控制系统教学片图130：RS-232C的电气特性图131：数据终端DTE与数据装置DCE通过RS-232口的连接图计算机或终端DTEA123456820227Modem或其他DCE振铃指示Modem或其他DCE计算机或终端DTEB123456820227保护地发送数据接收数据请求发送清除发送DCE就绪载波检测DTE就绪信号地振铃指示保护地发送数据接收数据请求发送清除发送DCE就绪载波检测DTE就绪信号地专设电话线计算机控制系统教学片计算机或终端DTEAModem或其他DCEModem或其他DCE计算机或终端DTEB发送数据请求发送清除发送DCE就绪DTE就绪振铃指示接收数据DCE就绪载波检测DTE就绪专设电话线计算机控制系统教学片DTR=1RTS=1DSR=1CTS=1TXDDCD=1RI=1DTR=1DSR=1RXD图132：数据终端DTE与数据装置DCE通过RS-232口的数据传送过程图133：数据终端DTE通过RS-232口的

直接连接方式（1）计算机或终端DTE123456207保护地发送数据接收数据请求发送清除发送DCE就绪DTE就绪信号地123456207发送数据接收数据请求发送清除发送DCE就绪DTE就绪计算机或终端DTE计算机控制系统教学片检测对方就绪状态图134：数据终端DTE通过RS-232口的直接三线连接方式（2）计算机或终端DTE23456207发送数据接收数据请求发送清除发送DCE就绪DTE就绪信号地23456207发送数据接收数据请求发送清除发送DCE就绪DTE就绪计算机或终端DTE计算机控制系统教学片带自我状态检测图135：数据终端DTE通过RS-232口的直接三线连接方式（3）计算机或终端DTE237发送数据接收数据信号地237发送数据接收数据计算机或终端DTE计算机控制系统教学片无状态检测直接收发图136：MAX232引脚图12345678161514131211109VCC(+5V)GNDT1OUTR1INR1OUTT1INT2INR2OUTC1+V+C1-C2+C2-V-T2OUTR2INMAXIMMAX220MAX232MAX232A计算机控制系统教学片图137：MAX232典型工作电路图C1+C1-C1+C2+C2-C2++5Vto+10V电压增压器+5Vto+10V电压反向器VCCV+V-●+5V●+5V●●T1OUTT2OUTR1INR2INR1OUTR2OUTT1INTTL/CMOS入TTL/CMOS出RS-232出RS-232入C5+C3+两路发送器两路接收器●+5VC4+-10V+10V计算机控制系统教学片T2IN图138：MAX232系列典型接线中的电容值芯片电容（μF）C1C2C3C4C5MAX2204.74.710104.7MAX2321.01.01.01.01.0MAX232A0.10.10.10.10.1计算机控制系统教学片图139：MAX232双充电增压泵原理图VCCGNDS1S2S5S6S3S4S7S8VCCC1C3C2C4++++RL+RL-GNDV-●●●●●●●●●●●●●●●●●●工作过程：S1,S3闭合，S2,S4断开，向C1充电至+5V；S1,S3断开，S2,S4闭合，C1+VCC加到V+端S5,S7闭合，S6,S8断开，向C2充电至+10V；S5,S7断开，S6,S8闭合，将-10V加到V-V+计算机控制系统教学片

图140：三种串行接口电平转换电路TTLTTLRS-232C(a)单端驱动非差分接收电路TTLTTLRS-423A(b)单端驱动非平衡差分接收电路TTLRS-422A(C)双端平衡驱动差分接收电路“1”“0”MC1488MC1489MC8T13MC3486●●●计算机控制系统教学片(b)单端驱动非平衡差分接收电路

（c）双端平衡驱动差分接收电路MAX488E,490EMAX488E,490E

接口性能RS-232CRS-422ARS-485功能双向，全双工双向，全双工双向，半双工传输方式单端非差分双端平衡差分双端平衡差分逻辑“0”电平3V~15V2V~6V1.5V~6逻辑“1”电平-3V~-15V-2V~-6V-1.5V~-6最高速率460Kbps10Mbps10Mbps最大距离30m1219m(4000foot)1219m(4000foot)计算机控制系统教学片图141：各种串行总线标准性能比较1

接口性能RS-232CRS-422ARS-485驱动器的有负载输出电压无负载±5V±3V±5V±2V±5V±1.5V接收器输入敏感度±3V±0.2V±0.2V接收器输入阻抗3~7KΩ>4KΩ>12KΩ组态方式点对点32台收发器128台收发器抗干扰能力弱强强传输介质扁平或多芯电缆两对双绞线一对双绞线计算机控制系统教学片图142：各种串行总线标准性能比较2图143：RS485电平转换芯片结构图VCCBAGNDROREDEDI12348765MAX481E~487E1、3、5、7●●TTLRS485RO:ifA>Bby200mV,(A-B≥+200mV)RO=1ifA<Bby200mV,(A-B≤-200mV)RO=0计算机控制系统教学片BARODI12435678ZYGNDMAX488E,490EVCCVCCBAGNDROREDEDI1234876591011121314N.C.N.C.YZN.C.GNDMAX489E,491ERO:ifA>Bby200mV,(A-B≥+200mV)RO=1ifA<Bby200mV,(A-B≤-200mV)RO=0TTLRS422TTLRS422图144：RS422电平转换芯片结构图计算机控制系统教学片图145：RS422总线连线图DRDRDIRORODIYZBA325678VCCGND0.1µF●MAX488E,MAX490ERt=100ΩRt计算机控制系统教学片图146：RS485总线连线图VCCBAGNDROREDEDI12348765●●RDROREDEDI●●DRBARtRtMAX481E~487E计算机控制系统教学片计算机控制系统教学片SCONSM0SM1SM2RIRENTB8RB8TI位地址9FH9EH9DH98H9CH9BH9AH99H图147：串行口控制寄存器（SCON)SM0SM1工作方式功能说明波特率00方式0同步移位寄存器方式01方式18位UART(10位）可变10方式29位UART(11位）11方式39位UART(11位）可变计算机控制系统教学片Shift/LoadClockEFGHOutputQHGNDVCCClockInhibitDCBAOutputQHSerialInput图148：74LS1658位并行输入串行输出移位寄存器ParallelINPUTSParallelINPUTS计算机控制系统教学片SQAPRESETClOCKRQACLEARSQBPRESETClOCKCLEARRQBSQHPRESETClOCKCLEARRQHABHParallelINPUTSSerialINPUTShift/LoadClOCKClOCKIhibitOutputQHOutputQH图149：74LS165结构框图+计算机控制系统教学片INPUTSInternalOutputsOutputQHShift/LoadClockInhibitClockSerialParallelA…HQAQBLXXXa…habhHLLXXQA0QB0QH0HLHXHQAnQGnHLLXLQAnQGnHHXXXQA0QB0QH0图150：74LS165功能表计算机控制系统教学片HGFEDCBAQHSINS/LCLKCLIP3.0P3.1P1.0HGFEDCBAQHSINS/LCLKCLI8031图151：利用串口扩展并口原理图假定：从16位扩展并口读入20个字节的数据并把它们转存到内部RAM中的30H单元中。74LS16574LS165ParallelINPUTSRXDTXD计算机控制系统教学片开始设置读入字节数设置内部RAM存放首址设置数据装载标志位

允许并行数据输入

允许串行移位一帧接收完吗？串口初始化，启动接收过程是偶字节吗？N读入一帧数据并放到相应内存单元中

指向下一个存放单元奇偶字节标志位取反

字节数减120个字节读完吗？返回N图152：16位扩展并口接收子程序框图N计算机控制系统教学片端口地址A2A1A0标志位DLABCOM1/COM2地址(H)寄存器00003F8/2F8接收缓冲器（读）发送保持寄存器（写）00013F8/2F8除数锁存器（低8位）00113F9/2F9除数锁存器（高8位）00103F9/2F9中断允许寄存器（只读）010X3FA/2FA中断识别寄存器（只读）011X3FB/2FB通信线路控制寄存器100X3FC/2FC调制解调控制寄存器101X3FD/2FD通信线路状态寄存器110X3FE/2FE调制解调状态寄存器111X3FF/2FF无用图153：INS8250内部寄存器地址计算机控制系统教学片波特率除数波特率除数高8位低8位高8位低8位500900180000407506002000003A110041724000030134.5035936000020150030048000018300018