基于單片機的便攜遠程多路數據采集系統

引言：

在工業(yè)生產(chǎn)和各種科學(xué)技術(shù)研究過(guò)程中，常常要對各種數據進(jìn)行采集和處理，通常用的采集方式是在PC機或者工控機內安裝數據采集卡，例如 A／D卡及RS-422卡、RS-485卡。采集卡易受機箱內環(huán)境的影響，以及計算機插槽數量和地址、中斷資源的限制，不能掛接很多設備。尤其是在進(jìn)行油井壓裂作業(yè)時(shí)，因為壓裂工作現場(chǎng)比較危險，而又同時(shí)需要對壓裂時(shí)的各種數據進(jìn)行采集和處理，以便進(jìn)行遠程實(shí)時(shí)監控，因此利用工控機進(jìn)行遠程數據采集處理，就難以滿(mǎn)足遠程數據傳輸和便攜的要求。本文探討一種基于單片機和手提電腦的遠程數據采集系統，既可以進(jìn)行遠程數據采集，而且靈活輕便利于攜帶，同時(shí)也減低了設備成本。
1 主要芯片介紹

AT89C52是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內含8k Bytes的可反復擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲器。器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造。AT89C52有128 bytes的On-Chip隨機存取數據存儲器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，1個(gè)6向量?jì)杉壷袛嘟Y構，3個(gè)16位可編程定時(shí)計數器，1個(gè)全雙工串行通信口，片內時(shí)鐘振蕩器。此外，AT89C52還設計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過(guò)軟件設置的省電模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計數器、串行口、外中斷系統可繼續工作，掉電模式凍結振蕩器而保存RAM的數據，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。

AD574是美國模擬數字公司(Analog)推出的單片高速12位逐次比較型A/D轉換器，內置雙極性電路構成的混合集成轉換芯片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特點(diǎn)，并且具有自動(dòng)校零和自動(dòng)極性轉換功能，只需外接少量的阻容件即可構成一個(gè)完整的A/D轉換器,其模擬電壓輸人范圍有四種:0- 10V和0-20V,0±5V和0-±10V，數據輸出格式為12位和8位可選，本文采用12位數據格式，這樣可以提高數據的精度。

MAX485接口芯片是MAXIM公司的一種RS-485芯片，它完成將TTL電平轉換為RS-485電平的功能。采用單一電源+5V工作，額定電流為300μA，采用半雙工通訊方式，數據傳輸率高達2.5Mbps。在一條RS-485總線(xiàn)上可以?huà)旖幼疃?2個(gè)MAX485收發(fā)器。這樣可以通過(guò)編程利用一臺手提電腦通過(guò)RS-485總線(xiàn)同時(shí)對多套該系統進(jìn)行數據采集。
2 系統硬件設計

整個(gè)采集系統分為數據采集發(fā)送端和數據接收端。數據采集發(fā)送端主要由AT89C52單片機、AD574A A/D采樣芯片、MAX354故障保護模擬開(kāi)關(guān)和MAX485芯片構成，完成多路信號的采集和串行數據的發(fā)送功能。數據接收端由一個(gè)RS-485電平轉 RS-232C電平的電路,以及一臺便攜式手提電腦構成。數據采集端和發(fā)送端通過(guò)一條屏蔽的雙絞線(xiàn)電纜連接。