串行技術在工業(yè)檢測系統(tǒng)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的接口電路見圖1，其中REF+和REF-為差分輸入，AIN為模擬信號輸入端，CLK為時鐘信號輸入端，CS為轉換控制端，DO為轉換數(shù)據(jù)輸出端。
　　TLC549的工作時序見圖2。工作過程如下：?

　　TLC549通過CS、CLK和DO這3個引腳和CPU相連，見圖1。與并行A/D轉換器相比，其接口電路簡單，占用CPU的資源較少。當有更多路模擬輸入需要A/D轉換時，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(tǒng)的LED驅動電路往往是靠并行芯片連接實現(xiàn)的，這種連接方法使用的集成芯片較多，電路也較復雜。本文介紹的驅動電路是由MAX7219集成芯片來實現(xiàn)的。該芯片是串行輸入/輸出共陰極顯示驅動器，一片MAX7219就可以驅動8個七段數(shù)碼管顯示信息。其引腳及與AT89C52的接口見圖4，其中：

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　　MAX7219通過3個引腳與CPU相連。它的工作時序如圖5所示：當LOAD變?yōu)榈碗娖綍r，將16位數(shù)據(jù)串行送到DIN端，在每個CLK的上升沿把數(shù)據(jù)移到內部寄存器，在CS的上升沿把數(shù)據(jù)鎖存到數(shù)字控制寄存器，在16.5個周期后，數(shù)據(jù)出現(xiàn)在數(shù)據(jù)輸出端，在CLK的下降沿將數(shù)據(jù)輸出。?

　　在檢測系統(tǒng)中，下位機處理過的數(shù)據(jù)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進行電平轉換。
　　系統(tǒng)的軟件流程圖見圖6。上下位機之間的通信是程序設計的重點，這一過程既包含上位機收發(fā)數(shù)據(jù)，也包含下位機收發(fā)數(shù)據(jù)。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(shù)據(jù)為例，簡單說明一下通信的過程：下位機先發(fā)握手信號，詢問上位機是否準備好接收數(shù)據(jù)，如果沒有得到準備好信號，則等待，若得到準備好信號就開始發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送完數(shù)據(jù)后，等待上位機返回是否正確接收到數(shù)據(jù)的信息。若上位機沒有得到正確的數(shù)據(jù)，下位機進行錯誤處理；若上位機得到正確數(shù)據(jù)，程序向下運行。

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　　在工業(yè)檢測系統(tǒng)中，采用串行技術可以大大節(jié)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捷。這一技術投入使用后，取得了良好的效果。