基于AT89C51的RS485中继器设计

一种基于AT89C51低频信号源的设计函数是一种常用的信号源，它广泛地应用在技术试验。

目前常用的函数信号发生器，普通牢靠性较差，精确度较低，难以满足科研和高精度试验的需要。

现用和支持软件及其外设构成的智能函数信号发生器，采纳编程的办法来实现波形，将产生波形的程序用子程序的形式编写，在需要波形时再调用相应子程序，经过D／A转换、运算处理后，作为该信号源输出，其线路简捷、功能强大、性价比较高。

1 主要芯片介绍1.1 AT89C芯片1.1.1 引脚图本文采纳的单片机芯是AT89C51，它是采纳高速创造工艺，通用型为40脚双列直插封装方式，其引脚1所示。

只要将+5 V电源接到VCC和VSS 两端，将晶振接到XTAL1和XTAL2两端，给EA端加高电平控制，然后将机器码固化到AT89C51内就可以用法了。

1.1.2 单片机基本功能单片机基本系统即单片机正常工作不行缺少的部分，举行设计都要在此系统基础上举行。

(1)外接晶振引脚XTAL1与XTAL2单片机之所以要加是由于单片机内的CPU在执行指定程序时，要经过“取指”、“译码”，再定时给相关电路发出控制信号，以实现“机器码命令”所要求的功能。

这就要求内部必需有一个基及时钟。

可通过外接晶振或振荡信号二种方式来实现，普通采纳外接晶振的办法较便利。

XTAL1(19)，XTAL2(18)为外接晶振的两个引脚。

接入晶振时，还要接入两个20～30 pF的瓷片C1，C2，晶振频率因单片机工作速度而异，Intel MCS-51系列为1.2～12 MHz，ATMEL89C系列为0～24 MHz，目前常采纳6 MHz，11.059 MHz和12 MHz。

石英晶振起振后，XTAL2(18)脚有一个3 V左右的正弦波。

C1，C2短路、晶振不良，AT89C51(18)，第1页共6页。

RS485中继器功能详解1、开关位置2、单进单出3、一进二出4、二进二出5、尺寸：45×128×67，电压：24VDC6、1个RS485最多带32台设备7、最多有9个RS4858、内部图第2种未接地和接地运行的 RS 485 中继器接地或未接地RS 485 中继器为...接地，如果总线段上所有其它节点也以接地电位运行未接地，如果总线段上所有其它节点以未接地电位运行注意如果将PG 连接到RS 485 中继器的PG/OP 插座，总线段1 需接地。

该总线段也已接地，因为PG 中的MPI 已接地，而且RS 485 中继器的PG/OP 插座从内部与总线段1 连接。

RS 485 中继器的接地操作对于RS 485 中继器的接地操作，必须桥接RS 485 中继器顶部的“M”和“PE”端子。

RS 485 中继器的未接地操作对于RS 485 中继器的未接地操作，不要互连RS 485 中继器顶部的“M”和“PE”端子。

另外，RS 485 中继器的电源电压必须未接地① PG/OP 接口②总线段1 的端子③总线段2 的端子④电气隔离总线信号的放大在总线段1 的端口或PG/OP 接口与总线段2 的端口之间产生总线信号放大RS 485 中继器的方框图总线段1 和2 彼此电气隔离。

总线段2 与PG/OP 插座彼此电气隔离。

信号放大–在总线段1 和2 之间–在PG/OP 插座与总线段2 之间打到ON时，A1，B1 进，A1’,b1’出；打到ON时A2，B2 进，A2’,b2’出打到OFF时，A1，B1 和A1’,b1’为常通，A2，B2 和A2’,b2’为常通，可以看成A1，B1，A1’,b1’进，A2，B2，A2’,b2’出，或者A1，B1，A1’,b1’出，A2，B2，A2’,b2’进。

袁工：西门子技术支持：A1、B1进，A2，B2出，具有放大作用。

开关拨到上ON 下ON，中OFF；A1、B1进，A1‘、B1’出，A2、B2出，上OFF，下ON，中OFF；A1、B1进A1‘、B1’出，下面不接，开关上OFF，中ON，下面ON；A1、B1进，A1‘、B1’出，A2、B2出，A2‘、B2’出，开关上OFF，中OFF，下OFF；A1、B1进，A2、B2出，A2‘、B2’出，开关上ON，中ON，下OFF描述:如下表所示为不同接口选择设置。

基于ARM的RS-485转网口数据中继设计作者：邓祥忠徐全元鲁莹来源：《电脑知识与技术》2021年第01期摘要：为了满足某些工农业场合需要将在本地的基于RS-485通信协议的数据上传至互联网的需求。

设计了一个基于ARM的RS485通信接口与以太网通信接口相互转换的数据中继系统。

系统采用STM32F429作为主控芯片，MAX485作为RS-485接口芯片，W5500作为以太网接口芯片，实现了通信接口的转化、多节点数据处理以及无网络时数据的储存等功能。

并且配合实时操作系统µC/OS-III进行系统任务代码的设计，同时基于STemWin设计了人机交互界面，最终提高了系统的实时性和稳定性。

关键词：数据中继;STemWin;µC/OS-III;W5500中图分类号：TP393 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2021）01-0043-02Abstract： In order to meet the needs of some industrial and agricultural occasions to upload local data based on the RS-485 communication protocol to the Internet， a data relay system based on ARM-based RS485 communication interface and Ethernet communication interface is designed. The system uses STM32F429 as the main control chip， MAX485 as the RS-485 interface chip， W5500 as the Ethernet interface chip， realizes the conversion of communication interface， multi-node data processing and data storage when there is no network. And cooperate with the real-time operating system µC/OS-III to design the system task code， and design the human-computer interaction interface based on STemWin， which finally improves the real-time performance and stability of the system.Key words： data relay;STemWin; µC/OS-III; W5500RS-485总线具有成本低廉、设计简单、控制方便、支持多节点通信等优点[1]。

基于单片机控制的RS485总线中继器设计 作者:周洪 罗国洲 陈可群 来源:微计算机信息 录入:mudan008 字体:the design of a new-style repeater for using in intelligent building Abstract: The paper introduce the communication demands of intelligent buildings, design a new-style repeater for it according to RS485 communication. The repeater detects the start bit of the serial communication with the external interrupt pins, timer control the communication periods of every byte, during it a byte is repeated from one side to another, then reach repeater’s function. The design is based on RS485 communication, the idea is also the same with other communication. key words:RS485;repeater;chip-computer;intelligent building摘要：本文介绍了智能建筑通信系统对通信的要求，以RS485为例设计一种适用于智能建筑的新型中继器，它利用单片机外部中断检测串行通信的起始位，定时器定时控制数据收发周期，从而将数据按字节收发，实现中继器的功能。

本方案以RS485通信方式为例，其思想亦适用于其他通信方式。

关键词：RS485；中继器；单片机；智能建筑1、引言随着智能建筑的飞速发展，智能建筑中各终端设备间的通信显得越来越重要，通信的准确性、可靠性、快速性将直接影响整个智能建筑系统的工作特性。

一、引言随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。

本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。

就目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器，但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点。

而本设计中所使用的红外线是不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。

这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可用于制动控制、接近开关、遥测等领域。

1.1 设计任务与要求(1)该设计包括硬件和软件设计两个部分。

模块划分为数据采集、键盘控制、报警等模块子函数。

(2)本红外线防盗报警系统由热释电红外传感器、报警器、单片机控制电路、LED 控制电路及相关的控制管理软件组成。

用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、本地报警等功能。

终端由中央处理器、输入模块、输出模块、通信模块、功能设定模块等部分组成。

(3)系统可实现功能。

当人员外出时，可把报警系统设置在外出布防状态，探测器工作起来,当有人闯入时，热释电红外传感器将探测到动作，设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL 电平至AT89C51单片机，经单片机处理运算后驱动执行报警电路使警号发声。

(4)红外线具有隐蔽性，在露天防护的地方设计一束红外线可以方便地检测到是否有人出入。

此类装置设计的要点：其一是能有效判断是否有人员进入；其二是尽可能大地增加防护范围。

当然，系统工作的稳定性和可靠性也是追求的重要指标。

至于报警可采用声光信号。

二、基础知识介绍2.1 热释电红外传感器简单介绍热释电红外线(PIR)传感器是80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。

通过RS485总线实现多路防区的监控报警一、方案目标本次设计前端采用主动红外探测，当有报警信号传入时，由挂在红外上面的AT89C51单片机识别防区地址，AT89C51单片机通过前端发送器MAX485转换模块接入RS485总线，信号通过RS485总线接入总控室，再通过后端接收器MAX485转换模块接收到信号，将信号传送给AT89C51单片机，AT89C51单片机接收信号并判断地址，控制其后端对应的的发光二极管闪烁，管理员可根据发光管的提示知道是哪个防区有报警，即可采取相应措施。

因为此设计采用RS485总线方式传输，所以可将防区最多扩展到32路，如果通过中继器最多可扩展到128路。

二、设计方案及接线原理图图（一）实验方案图注#图中下位机的为各个监测点，如主动红外，被动红外，烟感……当有一路出现险情时就会产生一个信号从而触发单片机，进而通过MAX485转换模块接到RS485总线上后由其传输给上位机从而进行处理，上位机根据所给的信号地址依次对应防区上的模拟地图（模拟地图与所对应防区事先对应）进行驱动发光，同时为了更方便直接显示，我们可以给单片机上加个喇叭驱动无论哪一路有险情时，后面的喇叭都会响，从而让保安人员能够第一时间去查看有险情的地方，从而防止漏报……当险情排除后通过复位键后将其复位，这些在下面的接线图中会显示出来。

扩展：图中仅画出大概思路应该这样并未将8路或者更多路表示出来……这些以后在具体模拟或现场会表现出来。

按理C51的有四个接口动可以驱动，当防区多的话必然不够，因此需要扩展，我们采用的是利用单片机与74HC164等若干芯片实现对其扩展，类似于中继器，从而进行扩展……图（二）接线图（上位机未扩展）注#图中的接线图仅画了一路来表示，实际中有N路，先用一路与上位机尝试实现通信……三、实现报警的信号能被单片机识别的思路图中AT89C51单片机P1口接主动/被动红外探测，单片机识别的语言是高级语言，即二进制。

本科生毕业设计（论文）( 2011届 )题目：信号发生器的制作专业：电子信息工程学生姓名：学号：指导教师：职称：合作导师：职称：完成时间：2011 年 3 月 29 日成绩：本科毕业设计(论文)正文目录摘要 (1)英文摘要 (1)1 引言 (1)1.1 选题背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状、发展动态 (2)1.2.1 信号发生器的发展历史 (2)1.2.2 信号发生器的发展特点 (2)2 总体设计方案 (3)2.1 设计思想 (3)2.1.1 设计内容及要求 (3)2.1.2 方案选择与论证 (3)2.2 方案的结构模块划分 (4)2.2.1 各功能模块介绍 (4)3 硬件电路的设计 (5)3.1 主控电路及主控芯片的选择 (5)3.2 时钟电路设计 (8)3.3 复位电路的设计 (8)3.3.1 复位功能 (9)3.3.2 复位后的状态 (9)3.4 最小应用系统的设计 (10)3.5 按键电路设计 (11)3.5.1 人机交互接口的设计 (11)3.5.2 键盘设计需要解决的几个问题 (11)3.5.3 按键的确认 (11)3.5.4 重键与连击的处理 (11)3.5.5 按键防抖动技术 (11)3.6 LCD显示模块的设计 (13)3.7 D/A 转化电路和I/V电路的设计 (13)3.7.1 DAC0832管脚功能介绍 (14)3.7.2 D/A转换器的性能指标： (15)3.7.3 I/V 转换电路 (15)4 软件设计 (16)4.1 主程序 (16)4.2 定时器0服务程序 (17)4.3 外部中断服务程序 (18)4.4 LCD液晶显示程序 (19)5 软硬件联合调试结果 (19)6 结束语 (21)7 参考文献 (21)附录1 (22)附录2 (22)信号发生器的制作电子信息工程专业指导老师：）摘要：在科学研究、工程教育及生产实践中,常常需要用到低频信号发生器。

信号发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。

基于AT89C51单片机控制的无线报警器的设计1. 引言随着社会的发展和进步，人们对安全的需求越来越高。

无线报警器作为一种安全警报设备，广泛应用于家庭、商业和工业等领域。

本文将基于AT89C51单片机控制，设计一种高效可靠的无线报警器。

2. 研究背景2.1 安全需求的增加随着犯罪率的上升和人们对财产安全和人身安全的关注增加，无线报警器成为了家庭、商业和工业等场所必备的设备。

2.2 单片机控制技术AT89C51单片机作为一种常用的微控制器芯片，具有低功耗、高可靠性、易编程等特点。

通过单片机控制技术，可以实现无线报警器各种功能。

3. 系统设计3.1 系统结构设计本文所设计的无线报警器主要由传感器模块、信号处理模块、通信模块和报警输出模块组成。

传感器模块负责检测环境信息并将其转化为电信号；信号处理模块通过AT89C51单片机对传感器信号进行处理；通信模块负责将处理后的信号传输给接收器；报警输出模块负责触发报警器。

3.2 传感器模块设计传感器模块是无线报警器的重要组成部分，其负责检测环境信息。

本文所设计的无线报警器主要包括红外传感器、声音传感器和烟雾传感器。

红外传感器用于检测人体活动，声音传感器用于检测异常声音，烟雾传感器用于检测烟雾。

3.3 信号处理模块设计信号处理模块通过AT89C51单片机对传感器信号进行处理。

当某个传感器检测到异常情况时，单片机将接收到的信号进行分析和判断，并触发相应的报警动作。

3.4 通信模块设计通信模块负责将处理后的信号通过无线方式发送给接收端。

本文所设计的无线报警系统采用射频通信技术，通过射频发送和接收数据。

3.5 报警输出模块设计当接收端接收到异常信息后，触发相应的报警输出动作。

本文所设计的无线报警系统包括声光报警装置和手机短信通知装置。

声光报警装置通过发出声音和闪光灯来吸引注意力，手机短信通知装置通过发送短信给用户，及时通知用户发生异常情况。

4. 系统实现4.1 硬件实现本文所设计的无线报警器的硬件实现主要包括传感器模块、信号处理模块、通信模块和报警输出模块。

RS-485通讯中继器的设计1 引言RS-485是一种平衡传送的串行接口标准，比最早的采用非平衡方式传送的RS-232串行接口标准在电气指标上有了大幅度的提高。

由于RS-485总线通讯距离远，抗干扰能力强，结构简单，可靠性高，广泛应用于多机远距离通信系统中。

其最大传输距离在数据传输速率为1 00kbps时为120m，传输速率为10kbps时为1.2km，传输速率降为300bps时可超过4km。

最大传输距离的增加是牺牲数据传输速率为代价的。

如果即要保证传输速度，而传输距离又超过RS-485的可靠通讯距离时，必须加中继器延长其通讯距离。

中继器的设计方案很多，本文采用DALLAS公司具有双串行通读口的单片机DS80C520来实现。

该方法硬件电路特别简单，软件设计方便，大大提高了中继器的可靠性。

2 工作原理DS80C520完全兼容8051的指令，外接晶振频率最高可达33MHz，在相同的晶振频率下其指令平均执行速度是8051的2.5倍，而且具有电源失效自动复位和内置看门狗电路，低功耗设计，可靠性高。

管脚的排列和8051完全相同，通过管脚复用，DS80C520具有13个中断源（其中有6个外部中断）、3个定时器和两个全双工的串行端口，大大扩展了系统的资源[1]。

利用它的两个串行端口和两片SN75LBC184相连，可以很方便地设计一个高传输速率、高可靠性的RS-485中继器，其硬件电路如图1所示。

SN75LBC184是具有瞬变高压抑制功能的RS-485接口芯片，能抗雷击，防静电放电，避免因交流电故障引起的非正常高压脉冲冲击。

最高传输速率可达250kbps。

在传输速率为9600b /s，传输距离在1km以内，用SN75LBC184作为接口芯片的RS-485总线上理论上可以挂64个网络节点[2]。

实际使用时，因线缆长度、线径、网络分布、传输速率不同，实际节点数均达不到理论值，可达到70%左右。

位于总线两端的差分端口A与B之间跨接120Ω匹配电阻，以减少由于不匹配而引起的反射、吸收噪声，有效地抑制了噪声干扰。

低成本485中继器的原理与设计大多数做过485总线的工程师对该总线的通讯距离都感觉不尽人意，因其在截面积达1平方毫米的RVVP铜芯线上，最多只能跑1200米。

要想更远的距离，若采用提高导线的截面积和使用RVSP 双绞屏蔽线的方法，即使将导线截面积加粗1倍也不能让通讯距离提高1倍。

因此，提高485通讯距离最经济的方法是使用485中继器，对总线信号进行放大和隔离。

本文将介绍两款低成本的采用不同方式完成的RS-485中继器。

一、采用纯硬件方式电路原理如图1所示：图1收发器U1和U2的数据发送端和接收端被接成“拥抱”(甲输入接乙输出，乙输入接甲输出)模式，其收、发状态受控于“可再触发单稳多谐振荡器”U3A和U3B；U3A的触发端(1脚)与U2的数据接收端(1脚)相连接，U3B的触发端(9脚)与U1的数据接收端相连接，工作原理如下：左边的485总线1与右边的485总线2在物理上是独立的，空闲状态下，这2根总线间没有数据传送，经R8、C3(R10、C4)时间常数后，U3A与U3B都回到稳定状态(Q端为低、/Q端为高)，控制收发器U1和U2都处在接收状态。

当U1先收到数据时，U1的1脚跳变为低电平，触发U3B，使U3B的状态发生改变(Q端变高、/Q端变低)，Q端(5脚)变高后，使U2进入发送状态；/Q端(12脚)变低后，使U3A稳定在初始状态下，保证U1稳定接收数据，并将接收下来的数据送往U2，由U2将数据向右边的485发送出去。

同理，当U2先接收到数据时，可由U1将数据向左边的485发送出去。

值得一提的是：R8、C3时间常数应根据不同的数据传输率进行适当调整，使其略大于1个字节数据传输的时间即可；另外，两个字节之间的通信时间间隔也要略大于1个字节数据传输的时间；本图所示参数可满足速率不大于100K下的数据传输。

总结：由于采用电阻电容组成延时电路，电阻或电容本身的误差或运行一段时间后电子器件老化产生的误差及温度的变化，都会影响延时的准确性，再者这种中继器要求两个字节之间的通信时间间隔必须大于一个字节数据的通信时间才能确保不丢失数据，因此降低了通信速率；可应用于通讯数据量不太大、收发器数量不太多(一般不超过24个)的场合。