用于環境監測的數據采集器設計
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/194770.htm (2)A/D轉換電路 A/D轉換電路采用MAX197,用于將監測儀器送來的4~20mA的模擬信號轉換成數字信號送至單片機進行處理。MAX197芯片是美國MAXIM公司近年的新產品,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。三態數據I/O口用做8位數據總線,數據總線的時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,具有極好的性能價格比,僅需單一+5V供電,且外圍電路簡單,可簡化電路設計。 在此采集器系統選用從CPU與其聯接。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均通過電容接地。用P1.7腳用做判讀高、低位數據的選擇線,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 由于環境監測點地理位置比較分散、偏僻、自然條件較差,采用有線傳輸需要架設專線,成本太高。無線傳輸因組網迅速靈活、建設周期短、成本低,特別適合條件差的野外使用環境和跨區域的應用。特別是隨著移動通訊技術的發展,采用無線網絡方式來傳輸數據已成為新的發展趨勢。這里采用了深圳宏電公司的GPRS無線數據終端單元(DTU)作為監測數據的傳輸單元,其主要技術特點有: 一是透明數據傳輸。H7100GPRSDTU直接提供RS485或RS232接口,使用簡單、方便,為用戶的數據設備提供透明的傳輸通道;二是后臺計算機支持經。普通GPRSModem通常需要附著在PC機上虛擬撥號上網,利用PC機的資源進行數據收發和協議轉換;而H7100GPRSDTU內置自動網絡連接和協議處理模塊,無須后臺計算機支持;三是點、點對多點、對等、實時數據傳輸。H7100GPRSDTU可以實現點~點、點~多點、中心~多點的對等數據傳輸,傳輸時延一般小于1s;四是永遠在線。H7100GPRSDTU一開機就能自動附著在GPRS網絡上,并與數據中心建立通訊鏈路,隨時收發用戶數據設備的數據。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通訊芯片來實現,通過內定的通訊協議及GPRS數據傳輸單元與遠程的監測信息處理中心進行數據傳輸。 ?。?)按鍵、顯示電路 本采集器采用比高科技公司的BC7281芯片來實現采集器上的相關參數輸入及數據顯示。該芯片可驅動8位或16位數碼管顯示,具有64鍵鍵盤接口,內含去抖功能,具有2種鍵盤工作模式,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,段驅動極性及移位脈沖時序均可控,可配合各種形式的驅動電路,鍵盤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線制的高速串行接口與CPU連接,大大簡化了電路設計,編程較為方便。
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