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根据GMS97C2051单片机的串行数据收集模块规划

基于GMS97C2051单片机的串行数据采集模块设计-模块采用TI公司的TLC2543 12位串行A/D转换器,使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程。由于是串行输入结构,能够节省51系列单片机I/O资源,且价格适中。

在微机测控体系中,常常要用到A/D转化。常用的办法是扩展一块或多块A/D收集卡。当模仿量较少或是温度、压力等缓变信号场合,选用总线型A/D卡并不是最合适、最经济的计划。这儿介绍一种以GNS97C2051单片机为中心,选用TLC2543 12位串行A/D转化器构成的采样模块,该模块的采样数据由单片机串口经电平转化后送到上位机(IBM PC兼容机)的串口COM1或COM2,构成一种串行数据收集串行数据传输的方法。经实践调试证明:该模块功耗低、采样精度高、可靠性好、接口简洁,有必定实用价值。

1 首要器材介绍

1.1 TLC2543串行A/D转化器

(1)12位分辨率A/D转化器;

(2)在作业温度范围内10μs转化时刻;

(3)11个模仿输入通道;

(4)3路内置自测验方法;

(5)采样率为66kbps;

(6)线性差错+1LSB(max)

(7)有转化完毕(EOC)输出;

(8)具有单、双极性输出;

(9)可编程的MSB或LSB前导;

(10)可编程的输出数据长度。

根据GMS97C2051单片机的串行数据收集模块规划

TLC2543的引脚摆放如图1所示。图1中AIN0~AIN10为模仿输入端; 为片选端;DIN 为串行数据输入端;DOUT为A/D转化成果的三态串行输出端;EOC为转化完毕端;CLK为I/O时钟;REF+为正基准电压端;REF-为负基准电压端;VCC为电源;GND为地。

1.2 GMS97C2051单片机

GMS97C2051是武汉力源公司和韩国LG公司联合推出的一种性能价格比极高的 8位单片机,其指令体系与MCS-51系列彻底兼容。GMS97C2051与AT89C2051兼容(可直接替换),但其性能价格比优于AT89C2051。引脚摆放如图2所示。

1.3 电平转化器MAX3232

MAX3232为RS-232收发器,简略易用,单+5V电源供电,仅需外接几个电容即可完结从TTL电平到RS-232电平的转化。

2 硬件规划

硬件电路如图4所示。

根据GMS97C2051单片机的串行数据收集模块规划

单片机GMS97C2051是整个体系的中心,TLC2543对输入的模仿信号进行收集,转化成果由单片机通过P3.5(9脚)接纳,AD芯片的通道挑选和方法数据通过P3.4(8脚)输入到其内部的一个8位地址和操控寄存器,单片机收集的数据通过串口(3、2脚)经MAX3232转化成RS232电平向上位机传输。图中串行LCD显现电路仅用于调试,对收集/传输的数据进行监测。

3 单片机软件规划

单片机程序首要包含串行数据收集模块“DATA_SAM”和串行数据传输模块“RS232”,调试所用到的显现子程序在此省略。

TLC2543的通道挑选和方法数据为8位,其功能为:D7、D6、D5和D4用来挑选要求转化的通道,D7D6D5D4=0000时挑选0通道,D7D6D5D4=0001时挑选1通道,顺次类推;D3和D2用来挑选输出数据长度,本程序挑选输出数据长度为12位,即D3D2=00或D3D2=10;D1,D0挑选输入数据的导前位,D1D0=00挑选高位导前。

TLC2543在每次I/O周期读取的数据都是前次转化的成果,当时的转化成果鄙人一个I/O周期中被串行移出。第一次读数因为内部调整,读取的转化成果或许不精确,应丢掉。

数据收集程序如下:

DATA_SAM:

MOV R0,#30H ;数据缓冲区首地址30H→R0

MOV R1,#00000000B ;0通道方法/通道数据

ACALL RD_AD ;第一次读取的转化成果或许不精确,丢掉。

MOV R1,#00010000B ;1通道方法/通道数据

ACALL RD_AD ;送1通道方法/通道数据并读第0通道转化成果

MOV @R0,R2 ;转化成果存放到数据缓冲区,下同

INC R0

MOV @R0,R3

INC R0

MOV R1,#00100000B ;2通道方法/通道数据

ACALL RD_AD ;送2通道方法/通道数据并读第1通道转化成果

MOV @R0,R2

INC R0

MOV @RO,R3

INC R0

………… ;其它通道操作方法类推

RET

单片机通过编程发生串行时钟,并按时序发送与接纳数据位,完结通道方法/通道数据的写入和转化成果的读出,程序如下,供数据收集模块“DATA_SAM” 调用。

CLK EQU P3.3

DIN EQU P3.4

DOUT EQU P3.5

CS EQU P3.7

RD_AD:

CLR CLK ;清I/O时钟

SETB CS ;设置片选为高

CLR CS ;设置片选为低

MOV R4,#08 ;先读高8位

MOV A, R1 ;把方法/通道操控字放到A

LOP1:

MOV C,DOUT ;读转化成果

RLC A ;A寄存器左移,移入成果数据位,移出方法/通道操控位

MOV DIN,C ;输出方法/通道位

SETB CLK ;设置I/O时钟为高

CLR CLK ;清I/O时钟

DJNZ R4,LOP1 ;R4不为0,则回来LOP1

MOV R2,A ;转化成果的高8位放到R2中

MOV A,#00H ;复位A寄存器

MOV R4,#04 ;再读低4位

LOP2:

MOV C,DOUT ;读转化成果

RLC A ;A寄存器左移,移入成果数据位

SETB CLK ;设置I/O时钟为高

CLR CLK ;清I/O时钟

DJNZ R4,LOP2 ;R4不为0,则回来LOP2

MOV R3,A ;转化成果的低4位放到R3中

SETB CS ;设置片选为高

RET

串行数据传输模块包含串行口初始化子程序和数据传输子程序,各子程序别离如下。其间数据传输选用查询方法,也可以便利地改为中止方法。

INIT_COM:

MOV SCON,#50H ;串口方法1作业,8位数据位,1位中止位,无奇偶校验

MOV PCON,#80H ;SMOD=1,波特率增倍

MOV TMOD,#20H ;波特率设置,fOSC=12MHz,波特率=2* 2400,N=0F3H

MOV TH1,#0F3H

MOV TL1,#0F3H

SETB TR1 ;发动定时器T1

RET

RS232:

MOV R0,#30H ;缓冲区首地址30H→R0

MOV R5,#22 ;发送数据长度→R5,11* 2=22

LOOP:

MOV A,@R0 ;取数据→A

MOV SBUF,A ;数据→SBUF

WAIT:

JBC TI,CONT ;判别发送中止标志,是1则转到CONT,并清TI

SJMP WAIT

CONT:

INC R0

DJNZ R5,LOOP

RET

4 上位机串口接纳程序规划

上位机接纳数据所用C言语程序包含初始化子程序和接纳子程序。各子程序别离如下:

void init_com1(void) /*初始化子程序*/

{

outportb(0x3fb,0x80); /*线操控寄存器高方位1,使波特率设置有用*/

outportb(0x3f8,0x18); /*波特率设置,与单片机波特率共同为4800bps*/

outportb(0x3f9,0x00);

outportb(0x3fb,0x03); /*线操控寄存器设置,8位数据位,1位中止位,无奇偶校验*/

outportb(0x3fc,0x03); /*Modem操控寄存器设置,使DTR和RTS输出有用*/

outportb(0x3f9,0x00); /*设置中止答应寄存器,制止全部中止*/

}

void receive_data(void) /*查询方法接纳数据子程序*/

{

while(!kbhit())

{

while(!(inportb(0x3fd)&0x01));/*若接纳寄存器为空,则等候*/

printf(“%x ”,inportb(0x3f8)); /*读取成果并显现*/

}

getch();

}

5 定论

本文给出的硬件和软件均通过实践查验,而且现已依照PC/104总线制造成数据收集卡,运用很便利,可以满意对数据采样频率要求不是特别高的使用场合。
责任编辑;zl

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