通过将MCU中GPIO的RXD和TXD分别与ST3232的12脚(R1OUT)和11脚(T1IN)相连,使14脚(T10UT)和13脚(R1IN)输出RS 232电平,然后连接GSM模块RS 232串口和MCU板上的RS 232串口,可以通过向RS 232接口写AT指令来达到控制GSM模块功能的目的,以通过GPRS实现数据的传输。
3.2 RS 485串口的电路设计和功能实现
RS 485是用来采集太阳能发电系统数据的,这里之所以采用RS 485而不采用RS 232,是因为RS 485比RS 232具有很多优势。RS 232采取不平衡传输方式,即单端通信,其收发端的数据信号都是相对于地信号的。所以它的共模抑制能力差,再加上双绞线的分布电容,其传输距离最大约为15 m,最高速率为20 KB/s,且其只能支持点对点通信。而RS 485采用平衡发送和差分接受方式实现通信,由于传输线通常使用双绞线,有时差分传输,所以有极强的抗共模干扰能力,总线收发器的灵敏度很高,可以检测到低至200 mV的电压,故其传输信号在千米以上是可以恢复的。RS 485的最大通信距离约为1 219 m,最大传输速率为10 MB/s,它采用双半工工作方式,可支持多点数据通信,其总线一般最大支持32个节点。
RS 485接口芯片采用的是ADM3485。ADM3485采用单一电源+3.3 V工作,半双工通信方式,可完成将TTL电平转换为RS 485电平的功能。 ADM34185芯片的结构和引脚都非常简单,内部含有一个驱动器和一个接收器,RO和DI端分别为接收器的输出端和驱动器的输入端,与单片机连接时只需分别与单片机的RXD和TXD相连即可。RE和DE端分别为接收和发送的使能端,当RE为逻辑0时,器件处于接收状态;当DE为逻辑1时,器件处于发送状态,因为ADM3485工作在半双工状态,所以只需用单片机的一个管脚控制这两个引脚即可。A端和B端分别为接收和发送的差分信号端,当A引脚的电平高于B时,代表发送的数据为1;当A的电平低于B端时。代表发送的数据为O。在与单片机连接时接线非常简单,只需要一个信号控制ADM3485的接收和发送即可。同时将A和B端之间加匹配电阻,一般可选100 Ω的电阻。该设计有两个RS 485,其中一个用来作MODBUS通信接口,另一个用来接电度表,以采集统计并显示太阳能发电系统的发电量。
3.3 以太网的电路设计和功能实现
以太网网口采用的是0880-1X1T-01,以太网物理层接口芯片采用的是ST公司的STElOOP快速以太网物理层芯片。STEl00P以太网接口芯片提供了一组媒体独立接口(MII)。媒体独立指的是在不对MAC硬件重新设计或替换的情况下,任何类型的PHY设备都可以正常工作。MII接口是快速以太网MAC层与PHY层之间的标准接口,是IEEE 802.3定义的以太网行业的标准。它包括一个数据接口,以及一个MAC和PHY之间的管理接口。数据接口包括分别用于发送器和接收器的两条独立信道。每条信道都有自己的数据、时钟和控制信号。MII数据接口总共需要16个信号。管理接口是个双信号接口:一个是时钟信号,另一个是数据信号。
通过管理接口,上层监视和控制PHY。基于以太网的TCP/IP通信,使ARM可以通过网线进行联网,并可以实时地与计算机进行通信,用来传输太阳能发电系统的实时数据。
提出一种利用RS 485串口代替RS 232串口进行通信的新方法。这种方法解决了RS 232串口在传输距离和节点数量的限制,大大提高了数据传输的能力。