用于環(huán)境監測的數據采集器設計

　　A/D轉換電路采用MAX197,用于將監測儀器送來(lái)的4～20mA的模擬信號轉換成數字信號送至單片機進(jìn)行處理。MAX197芯片是美國MAXIM公司近年的新產(chǎn)品，是多量程（±10V,±5V,0～10V,0～5V）、8通道、12位高精度的A/D轉換器。它采用逐次逼近工作方式，有標準的微機接口。三態(tài)數據I/O口用做8位數據總線(xiàn)，數據總線(xiàn)的時(shí)序與絕大多數通用的微處理器兼容。全部邏輯輸入和輸出與TTL/CMOS電平兼容。新型A/D轉換器芯片MAX197與一般A/D轉換器芯片相比，具有極好的性能價(jià)格比，僅需單一+5V供電，且外圍電路簡(jiǎn)單，可簡(jiǎn)化電路設計。

　　在此采集器系統選用從CPU與其聯(lián)接。使AT89C52的P0.0～P0.7與MAX197的D0～D7相連。P2.7作片選信號，MAX197的地址分配為7000H。選擇MAX197為軟件設置低功耗工作方式，所以置SHDN腳為高電平，本例采用內部基準電壓，所以REF、REFDJ均通過(guò)電容接地。用P1.7腳用做判讀高、低位數據的選擇線(xiàn)，直接與HBEN腳相連。MAX197的INT腳與從CPU的P1.6相連，作為轉換識別信號。

　?。?）通訊傳輸單元

　　由于環(huán)境監測點(diǎn)地理位置比較分散、偏僻、自然條件較差，采用有線(xiàn)傳輸需要架設專(zhuān)線(xiàn)，成本太高。無(wú)線(xiàn)傳輸因組網(wǎng)迅速靈活、建設周期短、成本低，特別適合條件差的野外使用環(huán)境和跨區域的應用。特別是隨著(zhù)移動(dòng)通訊技術(shù)的發(fā)展，采用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )方式來(lái)傳輸數據已成為新的發(fā)展趨勢。這里采用了深圳宏電公司的GPRS無(wú)線(xiàn)數據終端單元（DTU）作為監測數據的傳輸單元，其主要技術(shù)特點(diǎn)有：

　　一是透明數據傳輸。H7100GPRSDTU直接提供RS485或RS232接口，使用簡(jiǎn)單、方便，為用戶(hù)的數據設備提供透明的傳輸通道；二是后臺計算機支持經(jīng)。普通GPRSModem通常需要附著(zhù)在PC機上虛擬撥號上網(wǎng)，利用PC機的資源進(jìn)行數據收發(fā)和協(xié)議轉換；而H7100GPRSDTU內置自動(dòng)網(wǎng)絡(luò )連接和協(xié)議處理模塊，無(wú)須后臺計算機支持；三是點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)、對等、實(shí)時(shí)數據傳輸。H7100GPRSDTU可以實(shí)現點(diǎn)~點(diǎn)、點(diǎn)~多點(diǎn)、中心~多點(diǎn)的對等數據傳輸，傳輸時(shí)延一般小于1s;四是永遠在線(xiàn)。H7100GPRSDTU一開(kāi)機就能自動(dòng)附著(zhù)在GPRS網(wǎng)絡(luò )上，并與數據中心建立通訊鏈路，隨時(shí)收發(fā)用戶(hù)數據設備的數據。由于H7100GPRSDTU直接提供RS485或RS232接口，因此和主CPU之間的通訊電路采用兩種串行通訊方式：即RS-485和RS-232方式。分別采用MAXIM公司的MAX1487和MAX202E通訊芯片來(lái)實(shí)現，通過(guò)內定的通訊協(xié)議及GPRS數據傳輸單元與遠程的監測信息處理中心進(jìn)行數據傳輸。

　?。?）按鍵、顯示電路

　　本采集器采用比高科技公司的BC7281芯片來(lái)實(shí)現采集器上的相關(guān)參數輸入及數據顯示。該芯片可驅動(dòng)8位或16位數碼管顯示，具有64鍵鍵盤(pán)接口，內含去抖功能，具有2種鍵盤(pán)工作模式，適應不同應用要求，獨具光柱譯碼方式，可獨立控制兩條64段光柱顯示，段尋址功能便于控制獨立的LED,16位均均可獨立控制閃爍屬性，閃爍速度軟件可調，段驅動(dòng)極性及移位脈沖時(shí)序均可控，可配合各種形式的驅動(dòng)電路，鍵盤(pán)部分具有鍵值鎖存功能，內部顯示寄存器和控制寄存器的內容均可讀出，且采用2線(xiàn)制的高速串行接口與CPU連接，大大簡(jiǎn)化了電路設計，編程較為方便。