蚌埠学院本科毕业设计（论文）

基于AVR单片机的485通信系统设计

1 引 言

在一个基于单片机的数据采集和实时控制系统的微控制器系统中，通过计算机接口的RS232接口与计算机之间命令和数据传送，我们可以检测和控制生产现场。由于计算机发送的RS-232的距离很短，不超过30m，所以如果需要进行远距离的数据传输和控制时，这个时候我们就可以选择使用MAX485的接口转换芯片使RS-232协议转换为RS-485协议，进行远距离传输。

RS-232不能在多点通信系统中使用，而只能在通信系统之间的点对点中使用，并且这些限制所有使用RS-232的系统都必须满足。 而RS-485的通信协议通常是半双工的、双向的，该协议的特别之处在于，允许不止一个驱动器和接收器同时连接在总线上，其中每个驱动器都可脱离总线。

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张苹苹：基于AVR单片机的485通信系统设计

2 系统总体方案确定 2.1 设计方案选择

方案一：基于AVR单片机的485通信系统，使用的电路是：利用端口转发形式的网络接口电路并且同时使用总线型的系统网络拓扑结构等进行单片机通信系统的设计。RS485构成的多机通信系统采用主从配置；主机控制从机，从机不采取从微控制器主动发送命令或数据，全部由主机MCU控制;并在多机系统中，只有一个主机，从机之间的各站不能彼此通信，如果有需要被交换的信息的话，也必须由主机转发。

方案二：基于单片机的485通信系统的设计，我们利用的是单片机的串行通讯端口，以完成两个终端之间相互通信的功能。

经比较：方案一的系统比较容易扩展且提高系统的稳定性，不但能够实现主机和从机这两者之间的通信，而且能实现从机和从机间的通信；与方案一比较，方案二拥有较强的抗干扰能力、同时通信距离较远，而且也可以完成主机与从机的通信，但不能实现从机之间的通信。所以采用方案一。

2.2 设计的内容以及要求

2.2.1 设计的内容

设计一个基于AVR单片机的485通信系统 2.2.2 设计的要求

1.使用键盘输入数据并且用数码管显示要传输的数据；

2.AVR单片机串口与RS-485总线连接，从而将数据发送给从机，然后再显示出来。

图2.1 系统总体方案的设计图

3 系统的组成及其工作的原理

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3.1 系统的组成

首先，系统主要由数据输入模块、模数转换模块、主机控制模块和数据显示模块以及通信模块这五个模块组成。系统总体框图如下图所示：

图 3.1 系统框图

在这个系统中，主要的核心部分是通信主机，它的功能主要是完成对数据的处理以及运算等；而数据的输入模块则主要是完成对数据的输入，并且所有人机交换的数据都是从这一模块中输入的；接下来是数据的显示模块，这一模块主要是完成通信从机的数据显示；而通信模块呢就是使数据的接受和发送得以完成，以实现数据的远距离传输。

3.2 工作原理

基于AVR单片机的485通信系统设计的原理是：利用数模转换模块或者键盘输入模块通过P3口或者P1口将数据输入到ATmega16单片机主机里，ATmega16单片机主机利用MAX485芯片将数据传输到AVR单片机从机中，然后显示出来。

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张苹苹：基于AVR单片机的485通信系统设计

4 硬件电路方案设计

4.1 系统硬件的介绍

本设计硬件开发平台采用Protel DXP 2004。其中文版有时也叫altium designer summer。Protel DXP 2004不仅具有Protel 旧版所具有的功能，而且Protel软件的最初的设计领域也被延伸了 ，它不仅功能更加完善了、界面更加灵活了，而且在仿真及PLD电路设计等方面均具有重大的改进。而且它拥有非常灵活的用户界面，可以使用户清楚明了的知道每个菜单的功能。所以新的软件不会给使用者们带来不便，而且同时PCB制作门槛也被降低了，只要经过一段时间的培训，一块合格的PCB板就一定不算是难事了。

4.2 主机电路控制模块

图4.1 主机电路控制模块

AVR单片机是一种增8位微控制器，同时它拥有增强内置的高速精简指令集，它是由ATMEL公司在1997年开发的。 AVR单片机不但应用在仪器仪表、通信设备、计算机外设以及工业实时控制等方面，而且在日常生活，如家用电器领域也有广泛应用。

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