基于單片機(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。