摘要：通過16C554完成上位主機(jī)對(duì)多臺(tái)MODEM的控制，利用背靠背連接實(shí)現(xiàn)主機(jī)與下位機(jī)的遠(yuǎn)距離通信。該系統(tǒng)已成功地用于城市交通路口的信息傳輸。

    關(guān)鍵詞：MODEM 單片機(jī)系統(tǒng) 16C554 通信

引言

在交通路口的紅綠燈控制系統(tǒng)中，需要將各器口車流量、車速等狀態(tài)信息時(shí)傳到主控室，另外，上位主機(jī)隨時(shí)可能下發(fā)各種道路控制信息。這種遠(yuǎn)距離通信常通過MODEM以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式進(jìn)行。常用MODEM通信鏈路的連接方式有兩種。第一種是通過電話以撥號(hào)方式完成通信鏈接。采用這種方式，上位主機(jī)與各路口機(jī)的距離可無限遠(yuǎn)，但缺點(diǎn)是每個(gè)路口占用1個(gè)電話號(hào)。由于主機(jī)與路口機(jī)的通信是頻繁的，若不采用專線電話，則難以保證信息收發(fā)的實(shí)時(shí)性；而采用專線連接，勢(shì)必增加系統(tǒng)成本和設(shè)備開銷。另一種連接是直接通過調(diào)制電纜連接兩臺(tái)MODEM，即背靠背連接。背靠背的連接在數(shù)據(jù)傳輸波特率為9600 baud時(shí)，通信距離可以達(dá)到10 km，完全能夠滿足中小城市道路控制系統(tǒng)中的通信要求。本系統(tǒng)采用了后一種連接方式。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)由兩大部分組成：插在計(jì)算機(jī)中的上位主機(jī)和各路口的下位機(jī)。根據(jù)通信鏈路的連接方式，89C52為核心組成的上位主機(jī)需要通過多臺(tái)MODEM實(shí)現(xiàn)與各路口機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)選用了EXAR公司的UART（通用異步收發(fā)器）16C554來擴(kuò)展單片機(jī)異步通信妝口。1片16C554可以完成對(duì)4臺(tái)MODEM的操作。下位路口機(jī)也是由89C52組成，對(duì)MODEM的操作通過其自身UART及部分P1口線實(shí)現(xiàn)。圖1為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

1.1 MODEM鏈路的連接

系統(tǒng)采用背靠背連接方式，只要用調(diào)制電纜直接連接對(duì)應(yīng)MODEM的Line口就實(shí)現(xiàn)了鏈路的連接。

1.2 上位主機(jī)電路組成

上位機(jī)主要完成兩部分工作。一是與計(jì)算機(jī)交換數(shù)據(jù)，將車輛檢測(cè)數(shù)據(jù)及當(dāng)前各路口紅綠燈狀態(tài)等信息送計(jì)算機(jī)顯示，同時(shí)接收計(jì)算機(jī)下發(fā)的控制數(shù)據(jù)。這部分任務(wù)通過ISA總線完成，在這里不作敘述。二是控制MODEM與路口機(jī)鏈接，完成數(shù)據(jù)的收發(fā)。對(duì)MODEM的操作由單片機(jī)對(duì)16C554編程實(shí)現(xiàn)。圖2是上位主機(jī)的原理圖。其中62256用于暫存所有路口的收發(fā)數(shù)據(jù)；16C554用于擴(kuò)展單片機(jī)的異步通信接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)4路MODEM的控制；MAX238完成TTL電平至RS-232的電平轉(zhuǎn)換；GAL20V8實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展外設(shè)的譯碼。

16C554是內(nèi)部帶有16字節(jié)收發(fā)FIFO的通用異步收發(fā)器，具有獨(dú)立的收發(fā)控制電路。4路標(biāo)準(zhǔn)的MODEM接口，通過軟件可分別設(shè)置允許每一路中斷。波特率、數(shù)據(jù)幀格式等也都可由軟件編程設(shè)置。該芯片可工作在24MHz或14.7464MHz，當(dāng)時(shí)鐘頻率為24MHz時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)1.5Mbps；時(shí)鐘頻率為14.746 4MHz時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)912.6Kbps，完全可以用于高速M(fèi)ODEM的控制中。

1.3 路口機(jī)電路組成

以89C52為核心的單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了路口機(jī)的全部功能：與上位機(jī)的通信及車輛信息的處理。系統(tǒng)擴(kuò)展了1片6264，現(xiàn)MODEM的通信接口由89C52內(nèi)部的UART及P1口實(shí)現(xiàn)。圖3給出了通信接口的電路原理圖。

RS-232標(biāo)準(zhǔn)定義的接口有兩種形式：25針和9針。這里采用了9針連接器。當(dāng)MODEM工作于全雙工方式時(shí)，不需要使用RTS/CTS握手信號(hào)。另外，背靠背的連接MODEM沒有接電話機(jī)，故無需檢測(cè)振鈴信號(hào)RI。這樣，9根線中只有連接6根線。