ADC0809和51單片機的多路數據采集系統設計方案

　　3 單片機與PC機的互連

　　目前的串行通信接口標準都是在RS-232標準的基礎上經(jīng)過(guò)改進(jìn)而形成的。RS-323C標準是美國EIA(電子工業(yè)聯(lián)合會(huì ))與BELL等公司一起開(kāi)發(fā)通信協(xié)議。它適合于數據傳輸速率在0～20000b/s范圍內的通信。這個(gè)標準對串行通信接口(如信號線(xiàn)功能、電器)特性都作了明確規定。由于通行設備廠(chǎng)商都生產(chǎn)與RS-232C制式兼容的通信設備，因此，它作為一種標準，目前已在微機通信接口中廣泛采用。

　　3.1 電氣特性

　　EIA-RS-232C對電器特性、邏輯電平和各種信號線(xiàn)功能都作了規定。在TxD和RxD上，邏輯1(MARK)電平為-3V～-15V，邏輯0(SPACE)電平為+3～+15V;而在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線(xiàn)上，信號有效(接通，ON狀態(tài)，正電壓)電壓為+3V～+15V，信號無(wú)效(斷開(kāi)，OFF狀態(tài)，負電壓)電壓為-3V～-15V。

　　以上規定說(shuō)明了RS-323C標準對邏輯電平的定義。對于數據(信息碼)：邏輯“1”(傳號)的電平低于-3V，邏輯“0”(空號)的電平高于+3V;對于控制信號;接通狀態(tài)(ON)即信號有效的電平高于+3V，斷開(kāi)狀態(tài)(OFF)即信號無(wú)效的電平低于-3V，也就是說(shuō)，當傳輸電平的絕對值大于3V時(shí)，電路才可以有效地檢查出來(lái)，介于-3～+3V之間的電壓無(wú)意義。低于-15V或高于+15V的電壓也認為無(wú)意義，因此，實(shí)際工作時(shí)，應保證電平在±(3～15)V之間。

　　對于EIA-RS-232C與TTL的轉換，由于EIARS-232C是用正負電壓來(lái)表示邏輯狀態(tài)，它與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規定不同。因此，為了能夠同計算機接口或與終端的TTL器件連接，就必須在EIA-RS-232C與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。實(shí)現這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。

　　3.2 DB-9連接器

　　DB-9連接器作為提供多功能I/O卡或主板上COM1和COM2兩個(gè)串行接口的連接器。它只提供異步通信的9個(gè)信號。由于DB-9型連接器的引腳分配與DB-25型引腳信號完全不同。因此，若要與配接DB-25型連接器的DCE設備進(jìn)行連接，就必須使用專(zhuān)門(mén)的電纜線(xiàn)。

　　設計時(shí)對電纜長(cháng)度的要求是在通信速率低于20kb/s時(shí)，RS-232C所直接連接的最大物理距離應為15m(50英尺)。

　　根據RS-232C標準規定，若不使用MODEM，在碼元畸變小于4%的情況下，DTE和DCE之間的最大傳輸距離為15m(50英尺)。由于這個(gè)最大距離是在碼元畸變小于4%的前提下給出的。因此，為了保證碼元畸變小于4%的要求，本接口標準在電氣特性中規定，驅動(dòng)器的負載電容應小于2500pF。

　　3.3 單片機與MAX232的連接

　　MAX232是一種雙組驅動(dòng)器/接收器，該芯片可完成TTL←→EIA雙向電平轉換。其片內含有一個(gè)電容性電壓發(fā)生器，可以在單+5V伏電壓供電時(shí)提供EIA/TIA-232-E電平。每個(gè)接收器都應將EIA/TIA-232-E電平轉換為5VTTL/CMOS電平。這些接收器具有1.3V的典型門(mén)限值及0.5V的典型遲滯，而且可以接收30V輸入。每個(gè)驅動(dòng)器都應將TTL/CMOS輸入電平轉換為EIA/TIA-232-E電平。所有的驅動(dòng)器，接收器及電壓發(fā)生器都可以在德州儀器公司的元件庫中得到標準單元。MAX232的工作溫度范圍為0～70℃。

　　圖6所示是MAX232芯片的工作電路圖。在實(shí)際應用中，該器件對電源的噪聲很敏感。圖中的四個(gè)取同樣數值的電解電容(1.0μF/16V)，用以提高抗干擾能力。本設計可從MAX232芯片中的兩路發(fā)送接收器中選用一路作為接口，但設計時(shí)應注意發(fā)送與接收的對應。

　　4 結束語(yǔ)

　　本文給出了一個(gè)基于A(yíng)D0809和單片機的多路數據采集系統的硬件實(shí)現方法，該方法在終端采用8051單片機為核心來(lái)控制數據采集及數據上傳工作，并通過(guò)A/D轉換器將0～5V的直流電壓轉換為計算機可以進(jìn)行處理的數字信號，然后經(jīng)過(guò)單片機對其進(jìn)行處理，從而完成在終端顯示以及將數據上傳等功能。系統中的上位機完成對所采集的數據進(jìn)行顯示及對下位機的控制等功能。