六通道數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)的研制

標(biāo)準(zhǔn)電壓+3.0V由電源集成電路TL431產(chǎn)生。由于TL431的第1、2腳間的電壓差為標(biāo)準(zhǔn)電壓2.5V，而第1腳的工作電流可以忽略，所以TL431的第3腳輸出的標(biāo)準(zhǔn)電壓為：

本系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)換結(jié)果采用12位輸出的方式：當(dāng)TLC2543輸入端的模擬電壓（對(duì)地電壓）等于（或略低于）0V時(shí)，TLC2543輸出結(jié)果為000H，當(dāng)模擬電壓等于（或略大于）3V時(shí)，輸出結(jié)果為FFFH（為了不損壞TLC2543，應(yīng)恰當(dāng)選擇傳感器的接法并調(diào)節(jié)放大電路的放大倍數(shù)，使TLC2543的輸入電壓在-0.3V～+3.3V的范圍內(nèi)）。

圖5 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路

2.3 單片計(jì)算機(jī)接口電路

單片計(jì)算機(jī)選用ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C2051。它是一種低功耗、高性能的8位CMOS微控制芯片，與MCS-51指令系統(tǒng)兼容，且片內(nèi)自帶的2KB快閃可讀寫(xiě)程序存儲(chǔ)器已可滿(mǎn)足本系統(tǒng)的需要，不需要擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器。

圖6 接口電路

接口電路如圖6所示。其中，C0與R4構(gòu)成上電自動(dòng)復(fù)位電路；K、R5和R4構(gòu)成手動(dòng)復(fù)位電路，X、C1、C2構(gòu)成單片機(jī)的振蕩電路。為了產(chǎn)生精確的串行通信波特率，晶振X的振蕩頻率選為11.0592MHz（它可使波特率發(fā)生器T1的初值為整數(shù)，從而消除初值誤差）。

AT89C2051的P3.0腳為串行數(shù)據(jù)接收端，接收來(lái)自MAX232的R1OUT端的串行數(shù)據(jù)；P3.1腳為串行數(shù)據(jù)輸出端，單片機(jī)發(fā)向PC機(jī)的串行數(shù)據(jù)由此傳輸?shù)組AX232的T1IN端；P1.4腳輸出同步時(shí)鐘信號(hào)，此信號(hào)輸入到TLC2543的SCLK端；P1.5腳與TLC2543的DIN端相連，單片機(jī)由此端向TLC2543輸入命令字；P1.6腳是A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果輸入端，接收來(lái)自TLC2543的DOUT端的轉(zhuǎn)換結(jié)果；P1.7腳輸出 TLC2543的片選信號(hào)，與TLC2543的 端相接。

2.4 串行通信電路

串行通信電路如圖7所示。MAX232是雙向電平轉(zhuǎn)換芯片，完成TTL電平（0～5V）與EIA電平（－10V～+10V）之間的轉(zhuǎn)換：發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，TTL電平信號(hào)自單片機(jī)的TXD端傳到MAX232的T1IN端，經(jīng)MAX232轉(zhuǎn)換成EIA電平信號(hào)后，由T1OUT端送出，通過(guò)RS-232C插座的TXD端到達(dá)PC機(jī)；接收數(shù)據(jù)時(shí)，來(lái)自PC機(jī)的EIA電平信號(hào)通過(guò)RS-232C插座的RXD端輸入到MAX232的R1IN端，經(jīng)MAX232轉(zhuǎn)換成TTL電平信號(hào)后，由R1OUT端送到單片機(jī)的RXD端。

圖7 串行通信電路