單片機串行數據采集傳輸模塊的設計
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1 主要器件介紹
1.1 TLC2543串行A/D轉換器
模塊采用TI公司的TLC2543 12位串行A/D轉換器，使用開(kāi)關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成A/D轉換過(guò)程。由于是串行輸入結構，能夠節省51系列單片機I/O資源，且價(jià)格適中。其特點(diǎn)有：
（1）12位分辨率A/D轉換器；
（2）在工作溫度范圍內10μs轉換時(shí)間；
（3）11個(gè)模擬輸入通道；
（4）3路內置自測試方式；
（5）采樣率為66kbps；
（6）線(xiàn)性誤差+1LSB（max）
（7）有轉換結束（EOC）輸出；
（8）具有單、雙極性輸出；
（9）可編程的MSB或LSB前導；
（10）可編程的輸出數據長(cháng)度。
TLC2543的引腳排列如圖1所示。圖1中AIN0～AIN10為模擬輸入端； 為片選端；DIN 為串行數據輸入端；DOUT為A/D轉換結果的三態(tài)串行輸出端；EOC為轉換結束端；CLK為I/O時(shí)鐘；REF+為正基準電壓端；REF-為負基準電壓端；VCC為電源；GND為地。
1.2 GMS97C2051單片機
GMS97C2051是武漢力源公司和韓國LG公司聯(lián)合推出的一種性能價(jià)格比極高的 8位單片機，其指令系統與MCS-51系列完全兼容。GMS97C2051與AT89C2051兼容（可直接替換），但其性能價(jià)格比優(yōu)于A(yíng)T89C2051。引腳排列如圖2所示。
1.3 電平轉換器MAX3232
MAX3232為RS-232收發(fā)器，簡(jiǎn)單易用，單+5V電源供電，僅需外接幾個(gè)電容即可完成從TTL電平到RS-232電平的轉換。
2 硬件設計
硬件電路如圖4所示。
單片機GMS97C2051是整個(gè)系統的核心，TLC2543對輸入的模擬信號進(jìn)行采集，轉換結果由單片機通過(guò)P3.5（9腳）接收，AD芯片的通道選擇和方式數據通過(guò)P3.4（8腳）輸入到其內部的一個(gè)8位地址和控制寄存器，單片機采集的數據通過(guò)串口（3、2腳）經(jīng)MAX3232轉換成RS232電平向上位機傳輸。圖中串行LCD顯示電路僅用于調試，對采集/傳輸的數據進(jìn)行監測。
3 單片機軟件設計
單片機程序主要包括串行數據采集模塊“DATA_SAM”和串行數據傳輸模塊“RS232”，調試所用到的顯示子程序在此略去。
TLC2543的通道選擇和方式數據為8位，其功能為：D7、D6、D5和D4用來(lái)選擇要求轉換的通道，D7D6D5D4=0000時(shí)選擇0通道，D7D6D5D4=0001時(shí)選擇1通道，依次類(lèi)推；D3和D2用來(lái)選擇輸出數據長(cháng)度，本程序選擇輸出數據長(cháng)度為12位，即D3D2=00或D3D2=10；D1，D0選擇輸入數據的導前位，D1D0=00選擇高位導前。
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