通用數(shù)據(jù)采集和通訊儀的設計與實現(xiàn)

　　1.2 實時時鐘芯片DS12887

　　為了能夠?qū)崟r顯示系統(tǒng)時間以及實現(xiàn)按時間日期保存采集到的數(shù)據(jù)的功能，系統(tǒng)擴展了一片并行實時時鐘日歷芯片DS12887。DS12887是DALLAS半導體公司推出的實時時鐘芯片，采用CMOS技術制成，把時鐘芯片所需的晶振和外部鋰電池相關電路集成于芯片內(nèi)部。DS12887芯片具有微功耗、外圍接口簡單、精度高、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，在現(xiàn)代工業(yè)控制及智能儀器儀表中有著廣泛的用途。

　　1.3 鍵盤接口電路

　　為便于人機交互，采用專用鍵盤接口芯片8279，配合74LS138譯碼器，系統(tǒng)擴展了3×8=24鍵的鍵盤。鍵盤上設置有0～9數(shù)字鍵，以便輸入各種信息。同時還設有各種控制按鍵。通過鍵盤能夠控制對各種類型數(shù)據(jù)進行采集。為提高CPU的效率，鍵盤采用中斷方式。

　　1.4 LCD液晶顯示模塊

　　LCD投影機按內(nèi)部液晶板的片數(shù)可分為單片式和三片式兩種，現(xiàn)代液晶投影機大都采用3片式LCD板。三片式LCD投影機是用紅、綠、藍三塊液晶板分別作為紅、綠、藍三色光的控制層。光源發(fā)射出來的白色光經(jīng)過鏡頭組后會聚到分色鏡組，紅色光首先被分離出來，投射到紅色液晶板上，液晶板“記錄”下的以透明度表示的圖像信息被投射生成了圖像中的紅色光信息。綠色光被投射到綠色液晶板上，形成圖像中的綠色光信息，同樣藍色光經(jīng)藍色液晶板后生成圖像中的藍色光信息，三種顏色的光在棱鏡中會聚，由投影鏡頭投射到投影幕上形成一幅全彩色圖像。三片式LCD投影機比單片式LCD投影機具有更高的圖像質(zhì)量和更高的亮度。LCD投影機體積較小、重量較輕，制造工藝較簡單，亮度和對比度較高，分辨率適中，現(xiàn)在LCD投影機占有的市場份額約占總體市場份額的70%以上，是目前市場上占有率最高、應用最廣泛的投影機。

　　為便于實時顯示采集的數(shù)據(jù)及人機交互，系統(tǒng)擴展了圖文液晶顯示模塊MGLS-12032，MGLS-12032是由香港精電公司生產(chǎn)的內(nèi)置SED1520控制驅(qū)動器的LCD模塊，使用簡單方便。液晶顯示模塊MGLS-12032與W77E58的硬件接口

　　其中D0～D7與單片機的數(shù)據(jù)總線相連，A0、A1為單片機的P0口經(jīng)74LS373地址鎖存器后產(chǎn)生的低兩位地址線，系統(tǒng)用74LS138譯碼器產(chǎn)生的Y5、Y6作為MGLS12032兩個控制驅(qū)動器工作的選通信號。

　　1.5 模擬信號采集電路

　　系統(tǒng)采用12位并行A／D轉(zhuǎn)換器MAX197對傳感器輸出的0-5v／4-20mA 模擬電信號進行采集。MAX197是美國Maxim公司推出的多量程（本系統(tǒng)采用0-5V量程）、8通道、12位快速A／D轉(zhuǎn)換器，采用逐次逼近工作方式，片內(nèi)含有高精度的參考電壓源和時鐘電路，使它可以在不需要任何外部電路和時鐘的情況下完成一切A／D轉(zhuǎn)換功能，應用非常方便。并且MAX197內(nèi)部具有輸入跟蹤／采樣保持電路，其并行輸出口很容易與單片機連接，僅需外接幾個電容即可。

　　MAX197與單片機的典型接口電路如圖4所示。設計采用MAX197的CH0-CH6通道采集7路0-5V電壓信號。而4-20mA電流信號則經(jīng)過8選 1模擬開關CD4051輪流選通，再經(jīng)靈敏電阻，放大器轉(zhuǎn)化為0-5V電壓信號后，進入MAX197的CH7通道進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而系統(tǒng)可以采集8路電流信號。