rs485轉rs232接口電路

pc機串行口為標準的rs232c接口，最大通信距離僅為15 m，無法適用於遠距離的監測。選用rs485串行接口標準可實現管理微機遠距離對下位機進行通信管理。串口通信採用rs485協議進行，其傳輸距離較長。適用於從光伏發電設備到監控設備之間的數據傳輸。rs485採用差分信號負邏輯，邏輯「1」以兩線間的電壓差為+(2～6)v表示;邏輯「0」以兩線間的電壓差為-(2～6)v表示。rs485接口是採用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗共模幹擾能力增強，即抗噪聲幹擾性好。rs485最大的通信距離約為1219 m，最大傳輸速率為10 mb/s，傳輸速率與傳輸距離成反比。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201807/384520.htm

採用rs485通信時，需要解決2個問題。stc89c51本身具有全雙工串行口.但進行rs485通信時需要電平轉換：pc機串行1：1為標準的rs232c接口，通信時需要將rs485接口的邏輯電平轉換成rs232電平。rs485通信的電平轉換晶片有全雙工的和半雙工的，為了便於軟體開發，本次設計採用全雙工晶片max488。

如圖3所示，電平轉換電路採用max488全雙工集成晶片，使用時將單片機的串行收發端接人rs488的發收端。為保持通信信號的穩定，一般會在max488加上、下拉電阻。上拉電阻把不確定的信號通過一個電阻嵌位在高電平，此電阻還起到限流的作用。同理，下拉電阻將不確定的信號嵌位在低電平。在實際工程應用中，由於存在反射信號和環境等各種幹擾的影響，特別是在通訊波特率比較高的時候，在線路上加上、下拉偏置電阻是非常必要的。上、下拉電阻可提高總線的抗電磁幹擾能力，管腳懸空容易受到外界的電磁幹擾，同時長線傳輸中電阻不匹配容易引起反射波幹擾，加上、下拉電阻就是電阻匹配，可有效地抑制反射波幹擾。

圖3 rs485電平轉換電路

rs485轉 rs232接口電路主要包括了電源、rs232電平轉換、rs485電路3部分。本電路的rs232電平轉換電路採用了max232集成電路，rs485電路採用了max488集成電路。為使用方便，電源部分設計成無源方式，整個電路的供電直接從pc機的rs232接口中的dtr(4腳)和rts(7腳)獲取。pc串口每根線可以提供大約9 ma的電流，因此2根線提供的電流足夠滿足這個電路的使用要求。使用本電路需注意pc程序必須使串口的dtr和rts輸出高電平，經過d3穩壓後得到vcc，經過實際測試，vcc電壓大約在4.7 v左右。其電路圖如圖4所示。

圖4 rs485轉rs232接口電路

設計了一套基於labview數據採集和rs485通信的光伏發電監測系統，可實時監測光伏發電系統運行電參數和環境參數並統計發電量信息。該系統由單片機和傳感器採集光伏發電系統的各類相關參數。並採用rs485協議與pc機通信。上位機通過labview提 供的標準i/o應用程式接口visa實時獲取單片機傳遞的數據信息，數據經上住機監測軟體 處理後通過監測界面圖形化顯示。該監測系統結構簡單、硬體成本低廉、數據傳輸穩定 、運行穩定可靠，具有可視化的監測界面。經測試系統可實時監測到各類參數的變化情況， 可有針對性地對光伏發電系統進行維護進而提高光伏運行效率。

隨著能源危機的日益嚴峻。各種可再生能源得到了長足的發展。在諸多的可再生能源中，光伏發電在未來有著廣泛的應用前景，光伏產業是最有潛力的新能源之一。進行光伏發電時，對光伏電站發電狀態的監測是十分必要的。因為單塊光伏組件輸出的直流電壓較低，一般在幾十伏左右，所以通常採用多塊光伏組件相互串聯。然後各個組串相互並聯從而形成光伏陣列。在發電過程中，光伏陣列的局部故障會導致整個供電系統輸出電壓或功率下降.直接影響系統性能和運行效率。為確保系統正常運行，應對光伏陣列進行狀態監測，以便能及時地、有針對性地進行維護。從而提高光伏發電效率。據此，本文基於rs485通信和 labvlew軟體平臺研發了一套光伏電站監測系統。該系統具有可視化的監測界面，可實時顯示光伏發電系統的發電狀態，並可供用戶查詢歷史數據以便進行統計分析。

1 系統結構及原理

圖1為系統總體結構框圖。pc機主要對光伏發電系統中的溫度、光照強度等環境參數和輸出電流、輸出電壓、輸出功率等發電信息進行監控、統計及顯示。單片機、a/d轉換和傳感器構成一個數據採集器，傳感器將環境參數和發電信息採集過來，通過a/d轉換將模擬信號變成數位訊號發送至單片機，單片機將數據處理後緩存並發送。單片機與pc機之間採用rs485轉rs232通信協議進行數據傳輸。pc機將接受到的數據處理後保存並及時顯示，實現對光伏發電系統各類參數的實時監測。

圖1 系統原理框圖

2 硬體電路設計

本系統硬體電路主要包括2方面：數據採集模塊和通信。數據採集部分將所需數據採集處理後，通過單片機發送至上位機：通信部分在硬體上主要是電平的轉換和與上位機通信時接口處理。

系統處理器採用stc89c51晶片，該晶片具有8 k字節flash，512位元組ram，32位i/o口線，看門狗定時器，3個16位定時器/計數器，4個外部中斷，1個7向量4級中斷結構，全雙工串行口，是一種低功耗、高性能

2.1 數據採集模塊

該模塊主要功能是採集電流、電壓、溫度、照度4類數據。利用模數轉換晶片將傳感器採集回來的模擬信號轉換成數位訊號，再由單片機進行數據處理。模數轉換晶片採用adc0809，它是8位逐次逼近式模數轉換器，包括1個8位的逼近型的adc部分，並提供1個8通道的模擬多路開關和聯合尋址邏輯，用它可直接將8個單端模擬信號輸入，分時進行a/d轉換。本系統中只需要應用其中的4個通道，分別對有傳感器採集回來的電流、電壓、溫度、照度4個模擬信號進行轉換 。然後由51單片機進行數據存儲及數據處理，完成對模擬信號的採集。