基于W77E58單片機的通用數據采集和通訊儀的設計

PTR2000可直接與單片機的串口TXD、RXD相連接。PTR2000無線MODEM的DO和DI引腳分別連接單片機串口的RXD和TXD，這樣單片機就可以和無線數據傳輸模塊進行串行通信。PTR2000的PWR腳和單片機的P1．0腳相連，以便對無線數據傳輸模塊的電源進行管理，TXEN與單片機的P1．1腳連接，控制PTR2000無線收發(fā)模塊的收發(fā)狀態(tài)轉換。上位機通過PTR2000與單片機進行實時通訊。由于上位機串口通常采用RS-232 電平，而單片機串口使用的是TTL電平，故PTR2000與上位機連接時必須將TTL電平轉換成RS-232電平，系統(tǒng)采用MAXM公司的MAX232芯片進行轉換。上位機用串口的RTS與PTR2000的TXEN連接來控制PTR2000無線收發(fā)模塊的收發(fā)狀態(tài)轉換。

2 系統(tǒng)軟件設計
系統(tǒng)軟件采用模塊化設計，主程序首先對各接口芯片進行初始化，然后分別調用各個子程序模塊以進入各個數據采集子系統(tǒng)，并將采集到的數據存儲在32K字節(jié)的串行E2PROM AT24C256中，以備控制中心查詢，同時將對應的數據在液晶顯示器上顯示。如果系統(tǒng)接收到上位機的數據上傳命令，就將存儲在E2PROM中的數據通過 PTR2000發(fā)送給PC機。系統(tǒng)主程序流程如圖7所示。

串口通信程序中雙方通信協(xié)議是至關重要的，這關系到無線數據傳輸的可靠性，本系統(tǒng)約定雙方的通信協(xié)議格式如下：串行通信使用單片機的內部定時器／計數器1 作為波特率發(fā)生器，本系統(tǒng)波特率設定為4800 bit／s；幀格式為1位起始位，8位數據位，1位停止位，無奇偶校驗；通信采用中斷方式；上位機采用COM 1通信。在設計時，數據傳輸通道也采用光電隔離來提高系統(tǒng)的抗干擾能力，并且采用了CRC校驗以確保數據傳輸的準確。單片機系統(tǒng)初始化時，將單片機的 P1．1腳設置為低電平，這就可使得在默認狀態(tài)下，PTR2000處于接收狀態(tài)，以便時刻監(jiān)聽上位機的數據上傳命令。當接收到上位機的命令后，中斷服務程序將數據從單片機數據緩沖區(qū)取出，同時將模塊的接收狀態(tài)切換為發(fā)射狀態(tài)，轉換過程所需時間約5ms，然后將這些數據以FSK的調制形式發(fā)射出去， PTR2000模塊隨后恢復為接收狀態(tài)。從單片機系統(tǒng)發(fā)射的數據經上位機系統(tǒng)中的PTR2000接收，由RS232接口進行電平轉換，送進上位機，上位機對數據進行分析和處理后，向單片機系統(tǒng)發(fā)送一個確認數據包，以確認單片機系統(tǒng)數據包的正確性。上位機接收完數據后，它的PTR2000模塊又恢復為常發(fā)射狀態(tài)。如果數據在傳輸的過程中有數據丟失，上位機將要求單片機系統(tǒng)重新發(fā)送數據，直到數據全部正確為止，串行中斷服務程序如圖8所示。

3 結束語
本文利用8位單片機設計的通用數據采集系統(tǒng)，可以作為工業(yè)現場的遠程監(jiān)控終端來使用，也可以方便的設計成便攜式智能數據采集和通訊儀表，由于數據傳輸采用了無線方式，使其能夠非常廣泛的應用于工業(yè)上需要數據采集的場合，具有比較高的實際應用價值。