基于MAX1069的單片機數據采集系統的設計

1概述

在MCS-51系列不具備I2C總線(xiàn)接口的單片機組成的智能儀器和工業(yè)測控系統中，當數據傳輸速度要求不太高時(shí)通過(guò)模擬I2C總線(xiàn)可以增加應用系統的接口器件的種類(lèi)，提高應用系統的性能。

I2C總線(xiàn)，即IC與IC之間溝通的總線(xiàn)，是一種雙向二進(jìn)制總線(xiàn)，即串行時(shí)鐘線(xiàn)SCL和串行數據線(xiàn)SDA兩條線(xiàn)路組成，提高了硬件的效率和簡(jiǎn)化電路設計。I2C總線(xiàn)接口已經(jīng)集成在片上，不需要單獨設計總線(xiàn)接口和譯碼電路，電路的互連減少。MAX1069采用單電源供電，利用內部4MHz時(shí)鐘對其單端模擬輸入進(jìn)行單極性轉換。具有自動(dòng)關(guān)斷、內部+4.096V基準和兼容于I2C、提供快速及高速模式的2線(xiàn)串行接口。對于不帶I2C串行總線(xiàn)接口的MCS-51系列單片機來(lái)說(shuō)，可以利用軟件模擬的方法實(shí)現帶有I2C串行總線(xiàn)接口的I/O芯片的連接。

2MAX1069功能原理

3. MAX1069與MCS-51單片機組成的數據采集系統的實(shí)現

3.1. 硬件接口

利用MCS-51單片機的I/O口線(xiàn)控制I2C串行總線(xiàn)的串行時(shí)鐘和數據傳送，操作過(guò)程由軟件控制數據傳送以及時(shí)序。與MAX1069的接口即數據采集系統原理圖，如圖5所示。由于I2C總線(xiàn)端口輸出為開(kāi)漏 結構，故SDA和SCL上必須有上拉電阻RP，通常選擇500Ω或更大些。8051的P1.0、P1.1分別與MAX1069的SCL、SDA連接。MAX1069的I2C器件地址為0110111。模擬信號由MAX1069的AIN輸入，數據轉換及傳送均由軟件來(lái)完成。數據傳送遵循高位在前的原則，即MSB在前的方式傳送。

3.2. 軟件流程圖

如圖5所示，數據采集系統原理圖由P1.0、P1.1模擬I2C串行總線(xiàn)的SCL和SDA端，構成模擬的I2C串行總線(xiàn)系統?？偩€(xiàn)功能的實(shí)現除簡(jiǎn)單的硬件連接，大部分功能需要軟件模擬來(lái)完成。I2C總線(xiàn)的啟動(dòng)信號S、應答信號A、非應答信號 和SCL時(shí)鐘傳送數據均應用歸一的I2C程序（參考何利民：?jiǎn)纹瑱C高級教程—應用與提高）即可。流程圖如圖6所示。