串行技術(shù)在工業(yè)檢測系統中的應用

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與單片機接口的設計
　　TLC549是8位串行輸出的A/D轉換芯片。與單片機AT89C52的接口電路見(jiàn)圖1，其中REF+和REF-為差分輸入，AIN為模擬信號輸入端，CLK為時(shí)鐘信號輸入端，CS為轉換控制端，DO為轉換數據輸出端。
　　TLC549的工作時(shí)序見(jiàn)圖2。工作過(guò)程如下：?

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

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　　傳統的LED驅動(dòng)電路往往是靠并行芯片連接實(shí)現的，這種連接方法使用的集成芯片較多，電路也較復雜。本文介紹的驅動(dòng)電路是由MAX7219集成芯片來(lái)實(shí)現的。該芯片是串行輸入/輸出共陰極顯示驅動(dòng)器，一片MAX7219就可以驅動(dòng)8個(gè)七段數碼管顯示信息。其引腳及與AT89C52的接口見(jiàn)圖4，其中：

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

　　在檢測系統中，下位機處理過(guò)的數據通常都需要不斷地傳給上位機，而上位機也要不斷往下位機發(fā)送命令，控制下位機的工作進(jìn)程。這兩者之間的通信可由RS-232C串口相接。為了與RS-232C標準所要求的電平相匹配，我們采用芯片MAX232進(jìn)行電平轉換。
　　系統的軟件流程圖見(jiàn)圖6。上下位機之間的通信是程序設計的重點(diǎn)，這一過(guò)程既包含上位機收發(fā)數據，也包含下位機收發(fā)數據。為確保雙方通信的可靠，采取了握手以及奇偶校驗等措施。以下位機向上位機傳送數據為例，簡(jiǎn)單說(shuō)明一下通信的過(guò)程：下位機先發(fā)握手信號，詢(xún)問(wèn)上位機是否準備好接收數據，如果沒(méi)有得到準備好信號，則等待，若得到準備好信號就開(kāi)始發(fā)送數據。發(fā)送完數據后，等待上位機返回是否正確接收到數據的信息。若上位機沒(méi)有得到正確的數據，下位機進(jìn)行錯誤處理；若上位機得到正確數據，程序向下運行。

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　　在工業(yè)檢測系統中，采用串行技術(shù)可以大大節省單片機的資源，提高單片機的效率，而且程序設計也較為簡(jiǎn)捷。這一技術(shù)投入使用后，取得了良好的效果。