基于51單片機(jī)的便攜遠(yuǎn)程多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
2.1 數(shù)據(jù)采樣電路
采樣電路由AD574和MAX354組成,在一個(gè)采樣周期內(nèi),連續(xù)對(duì)8路輸入數(shù)據(jù)按順序進(jìn)行一輪采樣,采樣電路與單片機(jī)的連接如圖1所示。
圖-1 數(shù)據(jù)采樣電路
采用8通道故障保護(hù)模擬開關(guān)MAX354對(duì)采樣通道進(jìn)行選擇,這可以通過89C52地址線A0,A1,A2來控制,信號(hào)通過模擬開關(guān)后被送到AD574的輸入端。
AD574內(nèi)部具有三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器,可以和89C52單片機(jī)的P0數(shù)據(jù)口直接相連,它內(nèi)部具有參考電壓和時(shí)鐘電路,因此無需任何元器件即可獨(dú)立完成 A/D轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后,AD574向89C52的中斷INT0發(fā)出中斷申請(qǐng),然后系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。AD574的12/8端子固定接地,A0端口與89C52的地址線A7相連,這樣在地址線A7的控制下分兩次通過8位數(shù)據(jù)總線來讀取l2位的轉(zhuǎn)換結(jié)果。
2.2 數(shù)據(jù)發(fā)送與接收電路
為了避免在長(zhǎng)距離的數(shù)據(jù)傳輸過程中,數(shù)據(jù)受到現(xiàn)場(chǎng)的干擾,該系統(tǒng)采用MAX485芯片將信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為RS-485電平,采用RS-485接口進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。RS-485是美國(guó)電氣工業(yè)聯(lián)合會(huì)(EIA)制定的利用平衡雙絞線作傳輸線的多點(diǎn)通訊標(biāo)準(zhǔn)。它采用差分信號(hào)進(jìn)行傳輸;最大傳輸距離可以達(dá)到 1.2 km;最大可連接32個(gè)驅(qū)動(dòng)器和收發(fā)器;接收器最小靈敏度可達(dá)±200 mV;最大傳輸速率可達(dá)2.5 Mb/s。同時(shí),RS-485協(xié)議正是針對(duì)遠(yuǎn)距離、高靈敏度、多點(diǎn)通訊制定的標(biāo)準(zhǔn)。這也為今后該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行多點(diǎn)數(shù)據(jù)采集的功能擴(kuò)展奠定了基礎(chǔ)。
MAX485芯片的結(jié)構(gòu)和引腳都非常簡(jiǎn)單,內(nèi)部含有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器。RO和DI端分別為接收器的輸出和驅(qū)動(dòng)器的輸入端,與單片機(jī)連接時(shí)只需分別與單片機(jī)的RXD和TXD相連即可;/RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端,當(dāng)/RE為邏輯0時(shí),器件處于接收狀態(tài);當(dāng)DE為邏輯1時(shí),器件處于發(fā)送狀態(tài),因?yàn)镸AX485工作在半雙工狀態(tài),所以只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳即可;A端和B端分別為接收和發(fā)送的差分信號(hào)端,當(dāng)A引腳的電平高于B 時(shí),代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為1;當(dāng)A的電平低于B端時(shí),代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。在與單片機(jī)連接時(shí)接線非常簡(jiǎn)單。只需要一個(gè)信號(hào)控制MAX485的接收和發(fā)送即可。同時(shí)將A和B端之間加匹配電阻,一般可選100Ω的電阻。
圖-2 數(shù)據(jù)發(fā)送電路
圖-3 “看門狗”電路
在數(shù)據(jù)接收端,手提電腦上的串行接口采用的是RS-232C電平,因此還需要將RS-485電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換。由于在數(shù)據(jù)接收端采用的手提電腦需要攜帶方便,因此這里采用的是市面上比較小巧緊固的電平轉(zhuǎn)換接口,這里就不做贅述。
評(píng)論