串行技術(shù)在工業(yè)檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用

Application and Design about Serial Technology in Industry Test System

WANG Xiufang

(University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)

　　Key words: sensor; analog?to?digital converter; driver; serial communication

1串行A/D芯片TLC549與單片機(jī)接口的設(shè)計(jì)
　　TLC549是8位串行輸出的A/D轉(zhuǎn)換芯片。與單片機(jī)AT89C52的接口電路見圖1，其中REF+和REF-為差分輸入，AIN為模擬信號(hào)輸入端，CLK為時(shí)鐘信號(hào)輸入端，CS為轉(zhuǎn)換控制端，DO為轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出端。
　　TLC549的工作時(shí)序見圖2。工作過程如下：?

　　TLC549通過CS、CLK和DO這3個(gè)引腳和CPU相連，見圖1。與并行A/D轉(zhuǎn)換器相比，其接口電路簡單，占用CPU的資源較少。當(dāng)有更多路模擬輸入需要A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，可以將多片TLC549并行連接，圖3是兩片TLC549與CPU的連接。

?

　　傳統(tǒng)的LED驅(qū)動(dòng)電路往往是靠并行芯片連接實(shí)現(xiàn)的，這種連接方法使用的集成芯片較多，電路也較復(fù)雜。本文介紹的驅(qū)動(dòng)電路是由MAX7219集成芯片來實(shí)現(xiàn)的。該芯片是串行輸入/輸出共陰極顯示驅(qū)動(dòng)器，一片MAX7219就可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)七段數(shù)碼管顯示信息。其引腳及與AT89C52的接口見圖4，其中：

?

　　MAX7219通過3個(gè)引腳與CPU相連。它的工作時(shí)序如圖5所示：當(dāng)LOAD變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，將16位數(shù)據(jù)串行送到DIN端，在每個(gè)CLK的上升沿把數(shù)據(jù)移到內(nèi)部寄存器，在CS的上升沿把數(shù)據(jù)鎖存到數(shù)字控制寄存器，在16.5個(gè)周期后，數(shù)據(jù)出現(xiàn)在數(shù)據(jù)輸出端，在CLK的下降沿將數(shù)據(jù)輸出。?

　　在檢測系統(tǒng)中，下位機(jī)處理過的數(shù)據(jù)通常都需要不斷地傳給上位機(jī)，而上位機(jī)也要不斷往下位機(jī)發(fā)送命令，控制下位機(jī)的工作進(jìn)程。這兩者之間的通信可由RS-232C串口相接。為了與RS-232C標(biāo)準(zhǔn)所要求的電平相匹配，我們采用芯片MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。
　　系統(tǒng)的軟件流程圖見圖6。上下位機(jī)之間的通信是程序設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，這一過程既包含上位機(jī)收發(fā)數(shù)據(jù)，也包含下位機(jī)收發(fā)數(shù)據(jù)。為確保雙方通信的可靠，采取了握手以及奇偶校驗(yàn)等措施。以下位機(jī)向上位機(jī)傳送數(shù)據(jù)為例，簡單說明一下通信的過程：下位機(jī)先發(fā)握手信號(hào)，詢問上位機(jī)是否準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)，如果沒有得到準(zhǔn)備好信號(hào)，則等待，若得到準(zhǔn)備好信號(hào)就開始發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送完數(shù)據(jù)后，等待上位機(jī)返回是否正確接收到數(shù)據(jù)的信息。若上位機(jī)沒有得到正確的數(shù)據(jù)，下位機(jī)進(jìn)行錯(cuò)誤處理；若上位機(jī)得到正確數(shù)據(jù)，程序向下運(yùn)行。

?

　　在工業(yè)檢測系統(tǒng)中，采用串行技術(shù)可以大大節(jié)省單片機(jī)的資源，提高單片機(jī)的效率，而且程序設(shè)計(jì)也較為簡捷。這一技術(shù)投入使用后，取得了良好的效果。