基于W77E58單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集和通訊儀的設(shè)計(jì)
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1．3 鍵盤接口電路
為便于人機(jī)交互，采用專用鍵盤接口芯片8279，配合74LS138譯碼器，系統(tǒng)擴(kuò)展了3×8=24鍵的鍵盤。鍵盤上設(shè)置有0～9數(shù)字鍵，以便輸入各種信息。同時(shí)還設(shè)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(jìn)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
為便于實(shí)時(shí)顯示采集的數(shù)據(jù)及人機(jī)交互，系統(tǒng)擴(kuò)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(dòng)器的LCD模塊，使用簡單方便。液晶顯示模塊MGLS-12032與W77E58的硬件接口本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/173610.htm
其中D0～D7與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連，A0、A1為單片機(jī)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(gè)控制驅(qū)動(dòng)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(jìn)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(shí)鐘電路，使它可以在不需要任何外部電路和時(shí)鐘的情況下完成一切A／D轉(zhuǎn)換功能，應(yīng)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(jī)連接，僅需外接幾個(gè)電容即可。
MAX197與單片機(jī)的典型接口電路如圖4所示。設(shè)計(jì)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(guān)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(jìn)入MAX197的CH7通道進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而系統(tǒng)可以采集8路電流信號。
1．6 開關(guān)量采集電路設(shè)計(jì)
系統(tǒng)通過一片8255芯片來擴(kuò)展并行口。編程使8255的A口為輸入，用于采集8路開關(guān)信號。B口為輸出，用于8路開關(guān)量的輸出。為了增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾能力，開關(guān)量輸入／輸出通道都采用光電隔離。開關(guān)量采集電路圖略。
1．7 頻率信號測量電路設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)利用8253芯片的定時(shí)器／計(jì)數(shù)器1和2對兩路待測脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行記數(shù)，8253的定時(shí)器／計(jì)數(shù)器0用來定時(shí)，利用W77E58有多個(gè)中斷源的特性，定時(shí)結(jié)束產(chǎn)生中斷，在中斷服務(wù)程序中，讀取8253定時(shí)器／計(jì)數(shù)器1和2的當(dāng)前記數(shù)值，通過計(jì)算便可得到待測頻率量。
頻率信號測量電路如圖5所示。其中D0-D7與W77E58數(shù)據(jù)總線相連，單片機(jī)P2口高三位經(jīng)138譯碼器譯出的Y0與8253的CS引腳相連，用來選通8253芯片，8253的A0、A1直接與低二位地址線相連，因此8253的端口地址為1FFCH～1FFFH。
1．8 串行通訊設(shè)計(jì)
利用MAX485芯片，W77E58單片機(jī)的增強(qiáng)串口用來擴(kuò)展485接口，以便能夠與工業(yè)現(xiàn)場具有485接口的智能儀表相連接。單片機(jī)與MAX485芯片的連接只需要外加幾個(gè)電阻，非常簡便，在此不再詳述。
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