單片機串行數(shù)據(jù)采集傳輸模塊的設計
1 主要器件介紹
1.1 TLC2543串行A/D轉換器
模塊采用TI公司的TLC2543 12位串行A/D轉換器,使用開關電容逐次逼近技術完成A/D轉換過程。由于是串行輸入結構,能夠節(jié)省51系列單片機I/O資源,且價格適中。其特點有:
(1)12位分辨率A/D轉換器;
(2)在工作溫度范圍內10μs轉換時間;
(3)11個模擬輸入通道;
(4)3路內置自測試方式;
(5)采樣率為66kbps;
(6)線性誤差+1LSB(max)
(7)有轉換結束(EOC)輸出;
(8)具有單、雙極性輸出;
(9)可編程的MSB或LSB前導;
(10)可編程的輸出數(shù)據(jù)長度。
TLC2543的引腳排列如圖1所示。圖1中AIN0~AIN10為模擬輸入端; 為片選端;DIN 為串行數(shù)據(jù)輸入端;DOUT為A/D轉換結果的三態(tài)串行輸出端;EOC為轉換結束端;CLK為I/O時鐘;REF+為正基準電壓端;REF-為負基準電壓端;VCC為電源;GND為地。
1.2 GMS97C2051單片機
GMS97C2051是武漢力源公司和韓國LG公司聯(lián)合推出的一種性能價格比極高的 8位單片機,其指令系統(tǒng)與MCS-51系列完全兼容。GMS97C2051與AT89C2051兼容(可直接替換),但其性能價格比優(yōu)于AT89C2051。引腳排列如圖2所示。
1.3 電平轉換器MAX3232
MAX3232為RS-232收發(fā)器,簡單易用,單+5V電源供電,僅需外接幾個電容即可完成從TTL電平到RS-232電平的轉換。
2 硬件設計
硬件電路如圖4所示。
單片機GMS97C2051是整個系統(tǒng)的核心,TLC2543對輸入的模擬信號進行采集,轉換結果由單片機通過P3.5(9腳)接收,AD芯片的通道選擇和方式數(shù)據(jù)通過P3.4(8腳)輸入到其內部的一個8位地址和控制寄存器,單片機采集的數(shù)據(jù)通過串口(3、2腳)經MAX3232轉換成RS232電平向上位機傳輸。圖中串行LCD顯示電路僅用于調試,對采集/傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行監(jiān)測。
3 單片機軟件設計
單片機程序主要包括串行數(shù)據(jù)采集模塊“DATA_SAM”和串行數(shù)據(jù)傳輸模塊“RS232”,調試所用到的顯示子程序在此略去。
TLC2543的通道選擇和方式數(shù)據(jù)為8位,其功能為:D7、D6、D5和D4用來選擇要求轉換的通道,D7D6D5D4=0000時選擇0通道,D7D6D5D4=0001時選擇1通道,依次類推;D3和D2用來選擇輸出數(shù)據(jù)長度,本程序選擇輸出數(shù)據(jù)長度為12位,即D3D2=00或D3D2=10;D1,D0選擇輸入數(shù)據(jù)的導前位,D1D0=00選擇高位導前。
評論