基于单片机的接口转换设计及应用

论述了用AT89C51单片机控制Intel8251A和MC68488接口芯片来实现RS232C与通用接口总线GPIB（general－purpose interface bus）接口之间的转换设计，并将其应用到印制电路板程控探针定位设备中。
    关键词：单片机，GPIB，RS232C，接口转换器
　 
1引　言
　　在电子测量与仪器领域内，GPIB和RS232C属于应用较广泛的标准接口总线。GPIB适于建立自动测试系统（ATS），RS232C常用于数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间的联接。目前，已研制了许多专用大规模集成电路芯片来帮助设计者实现GPIB和RS232C接口，且这些芯片都与微处理器的内部总线相容。标准接口总线解决了设备与设备之间，或者功能组件与功能组件之间的接口问题。借助适当的接口总线把若干设备或功能组件联接起来就可构成一个ATS。如果把基于一种标准接口系统的测试装置作为子系统，再把若干子系统联接起来构成大系统或测试和控制网络，则实际需解决的就是不同标准接口总线之间的转换问题。
2接口转换硬件设计
　　GPIB（即IEEE488）是目前普遍使用的一种可程控测量仪器的接口，并已有正式颁布的IEEE488和IEC625标准文本。最早投入市场的大规模集成电路GPIB接口片子是Motorola公司的MC68488。RS232C则是用得最多的一种串行通信标准，用于DTE和DCE之间的接口，串行通信接口常用的标准LSI芯片是Intel8251A。把与GPIB和RS232C标准相容的集成接口芯片作为微处理器内部总线上的输入／输出口，就能构成GPIB－RS232C转换器。GPIB－RS232C转换电路板即以AT89C51作为控制中心，用MC68488与GPIB系统母线相连，用INTEL8251A作为AT89C51同RS232C的接口，从而实现GPIB－RS232C接口转换。
　　AT89C51是一种带4K字节闪速可编程可擦除只读存储器（PEROM）的低功耗、高性能CMOS8位微控制器。该器件采用ATMEL高密度、非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS－51指令集和输出管脚相兼容。AT89C51具有以下一些标准特性：4K字节的闪速存储器，128字节RAM，32个I／O线，2个16位定时器／计数器，5个两级中断源结构，1个全双工串行口，片内振荡器和时钟电路。此外，AT89C51设有静态逻辑，可以在低到零频率的条件下工作，支持2种软件可选的省电模式。在闲置模式下，CPU停止工作，但RAM、定时器／计数器、串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容，并且冻结振荡器，禁止所有其他片内控制单元功能，直到下一个硬件复位为止。
　　GPIB－RS232C接口转换电路板的主要功能有：
MC68488具有完整的GPIB听／讲能力，而Intel8251A有能力发送和接收位串行数据，因此，在GPIB控制器管理下能正确实现GPIB器件与RS232C器件之间的数据交换；该接口转换电路板作为GPIB器件具有单个或双主－副地址识别能力，响应GPIB控制器发送的有关GPIB命令。图1为GPIB－RS232C接口转换电路示意图。