摘要：通過16C554完成上位主機對多臺MODEM的控制，利用背靠背連接實現主機與下位機的遠距離通信。該系統已成功地用于城市交通路口的信息傳輸。

    關鍵詞：MODEM 單片機系統 16C554 通信

引言

在交通路口的紅綠燈控制系統中，需要將各器口車流量、車速等狀態信息時傳到主控室，另外，上位主機隨時可能下發各種道路控制信息。這種遠距離通信常通過MODEM以點對點的方式進行。常用MODEM通信鏈路的連接方式有兩種。第一種是通過電話以撥號方式完成通信鏈接。采用這種方式，上位主機與各路口機的距離可無限遠，但缺點是每個路口占用1個電話號。由于主機與路口機的通信是頻繁的，若不采用專線電話，則難以保證信息收發的實時性；而采用專線連接，勢必增加系統成本和設備開銷。另一種連接是直接通過調制電纜連接兩臺MODEM，即背靠背連接。背靠背的連接在數據傳輸波特率為9600 baud時，通信距離可以達到10 km，完全能夠滿足中小城市道路控制系統中的通信要求。本系統采用了后一種連接方式。

1 系統硬件設計

系統由兩大部分組成：插在計算機中的上位主機和各路口的下位機。根據通信鏈路的連接方式，89C52為核心組成的上位主機需要通過多臺MODEM實現與各路口機的數據傳輸。系統選用了EXAR公司的UART（通用異步收發器）16C554來擴展單片機異步通信妝口。1片16C554可以完成對4臺MODEM的操作。下位路口機也是由89C52組成，對MODEM的操作通過其自身UART及部分P1口線實現。圖1為系統結構框圖。

1.1 MODEM鏈路的連接

系統采用背靠背連接方式，只要用調制電纜直接連接對應MODEM的Line口就實現了鏈路的連接。

1.2 上位主機電路組成

上位機主要完成兩部分工作。一是與計算機交換數據，將車輛檢測數據及當前各路口紅綠燈狀態等信息送計算機顯示，同時接收計算機下發的控制數據。這部分任務通過ISA總線完成，在這里不作敘述。二是控制MODEM與路口機鏈接，完成數據的收發。對MODEM的操作由單片機對16C554編程實現。圖2是上位主機的原理圖。其中62256用于暫存所有路口的收發數據；16C554用于擴展單片機的異步通信接口，實現對4路MODEM的控制；MAX238完成TTL電平至RS-232的電平轉換；GAL20V8實現擴展外設的譯碼。

16C554是內部帶有16字節收發FIFO的通用異步收發器，具有獨立的收發控制電路。4路標準的MODEM接口，通過軟件可分別設置允許每一路中斷。波特率、數據幀格式等也都可由軟件編程設置。該芯片可工作在24MHz或14.7464MHz，當時鐘頻率為24MHz時，數據傳輸率可達1.5Mbps；時鐘頻率為14.746 4MHz時，數據傳輸率達912.6Kbps，完全可以用于高速MODEM的控制中。

1.3 路口機電路組成

以89C52為核心的單片機系統實現了路口機的全部功能：與上位機的通信及車輛信息的處理。系統擴展了1片6264，現MODEM的通信接口由89C52內部的UART及P1口實現。圖3給出了通信接口的電路原理圖。

RS-232標準定義的接口有兩種形式：25針和9針。這里采用了9針連接器。當MODEM工作于全雙工方式時，不需要使用RTS/CTS握手信號。另外，背靠背的連接MODEM沒有接電話機，故無需檢測振鈴信號RI。這樣，9根線中只有連接6根線。