芯片设计流程ip设计方案[芯片设计 ip]

　　利用 RS232来实现 串口通信已经太落后了，现如今串口通信完全可以使用 RS485来实现。本文阐述了利用RS 485取代RS232实现串口通信的具体操作流程，以及总体的硬件 电路设计步骤。

　　ARM（AdvancedRISCMachines）是对一类微处理器的通称。ARM是微处理器行业的一家知名企业，它设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。ARM微处理器是一种高性能、 低功耗的32位微处理器，该处理器广泛应用于 嵌入式系统中。ARM9代表了ARM公司主流的处理器，已经在手持电话、机顶盒、数码相机、GPS、个人数字助理以及因特网 设备等方面有了广泛的应用。在此，以ST公司生产的ARM9系列中典型的STR912FW44X6芯片作为硬件开发平台的MCU，完成了基于ARM的太阳能发电系统中数据采集与传输系统的 硬件设计，并提出了一种利用RS485串口代替RS232串121来进行通信的新方法。

　　l 硬件总体设计框架

　　硬件总体设计框架如图1所示。

　　图1硬件总体设计框架

　　2 硬件介绍

　　现以STR912FW44X6芯片作为硬件开发平台的MCU，STR912FW44X6外扩张了点阵LCD显示屏、输入按键、UART接口、IrDA、CAN、USB、ETM接口、音频放大器/话筒放大器和 以太网接口。其中，本文使用的有UART接口和以太网接口。UART接口分为一个RS232串口和两个RS485串口。RS232串口用来与GSM模块的RS232串口相连，以实现GPRS的 无线传输；两个RS485串口，一个用来作MODBUS通信接口，另一个用来接电度表计，以采集统计并显示太阳能发电系统的发电量。以太网通过网线连接到网络，以实现数据的无线传输。

　　3 硬件电路设计和功能实现

　　3.1RS232串口的电路设计和功能实现

　　RS232是一种串行数据接口标准，是目前最常用的 串行接口标准，用于计算机与计算机之间、计算机与外设之间的数据传输。RS232串行接口 总线适用于设备之间通信距离不大于15m，传输速率最大为20KB/s.

　　RS232串口是通过ST公司生产的ST3232EAR来实现的。ST3232EAR是一种把电脑的串行口RS232信号电平（-lOV，+10V）转换为 单片机所用到的TTL信号电平（OV，+3.3V）的芯片。它的内部结构由三部分组成：第一部分是电荷泵电路，由1～6脚和4只电容构成。其功能是产生+12V和-12V两个 电源，为RS232串口提供电平的需要。第二部分是数据转换通道，由7～14脚构成2个数据通道。其中，13脚（RlIN）、12脚（R1OUT）、11脚（TlIN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道；8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。TTL/CMOS数据从TlIN，T2IN输入转换成RS232数据，从T1OUT，T20UT送到电脑DP9插头；DP9插头的RS232数据从RlIN，R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后，从R1OUT，R2OUT输出。第三部分是供电，由15脚GND、16脚VCC（+5V）构成。

　　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RS232电平，然后连接GSM模块RS232串口和MCU板上的RS232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。

　　3.2RS485串口的电路设计和功能实现

　　RS485是用来采集太阳能发电系统数据的，这里之所以采用RS485而不采用RS232，是因为RS485比RS232具有很多优势。RS232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15m，最高速率为20KB/s，且其只能支持点对点通信。而RS485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200mV的电压，故其传输信号在千米以上是可以恢复的。RS485的最大通信距离约为1219m，最大传输速率为10MB/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+3.3V工作，半双工通信方式，可完成将TTL电平转换为RS485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100Ω的电阻。该设计有两个RS485，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IEEE802.3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RS485串口代替RS232串口进行通信的新方法。这种方法解决了RS232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。

　　原文链接：https://www.eeworld.com.cn/qrs/article_2016102931446.html

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