基于89C2051单片机和20mA电流环实现水位远程监测系统的设计

3、硬件电路的设计

本监控系统可靠性高,适应长期室外水浸的恶劣环境,水位信号检测装置等不易锈蚀。系统工作稳定、可靠、故障率低、造价低、结构简单、紧凑、大小适中.安装时不需特殊设备和工具。发射部分的硬件电路采用20mA电流环驱动方式,如图2所示。

单片机2与无线发射模块采用串口通信.而普遍采用的MCS51和PIC系列单片机通常只有1个(或没有)UART异步串行通信接口,通常的方法是扩展1个8251或8250通用同步,异步接收发送电路(US-ART)。需额外占用单片机的I/O资源。下面也将介绍一种用单片机普通:I/O口实现串行通信的方法。接收电路较简单,水位信息可在点阵阵列中简单显示。也可在PC上显示。

3.1 20mA电流环通信原理

20mA电流环是一种非正式的串行通信标准。它以20mA电流流过通信环路表示数据信号的传递(逻辑1),无电流为空号(逻辑0),在接收端由光电耦合器件将电流还原为微机可以读的电平信号。

3.2 普通I/O口实现串行通信

由于电流环方式是通过环路中电流的有无来表示逻辑值“1”和“O”,而不是用电平的高低表示逻辑值,加上在收发二端采用光电隔离技术,因此与电平方式相比,具有明显的优点:信号不易衰减、抗干扰能力强、传输速率高、传输距离可达几千米。其中一组的电路如图3所示。

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