串行技术在工业检测系统中的应用

介绍串行A/D转换器TLC549和串行LED显示驱动器MAX- 7219在基于单片机AT89C52检测系统中的应用，重点描述了串行A/D、串行LED显示驱动器和A- T89C52的接口设计，以及89C52与上位机串行通信的接口设计。
　　关键词：传感器；模数转换器；驱动器；串口通信

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与单片机接口的设计
　　TLC549是8位串行输出的A/D转换芯片。与单片机AT89C52的接口电路见图1，其中REF+和REF-为差分输入，AIN为模拟信号输入端，CLK为时钟信号输入端，CS为转换控制端，DO为转换数据输出端。
　　TLC549的工作时序见图2。工作过程如下：?

　　TLC549通过CS、CLK和DO这3个引脚和CPU相连，见图1。与并行A/D转换器相比，其接口电路简单，占用CPU的资源较少。当有更多路模拟输入需要A/D转换时，可以将多片TLC549并行连接，图3是两片TLC549与CPU的连接。

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　　传统的LED驱动电路往往是靠并行芯片连接实现的，这种连接方法使用的集成芯片较多，电路也较复杂。本文介绍的驱动电路是由MAX7219集成芯片来实现的。该芯片是串行输入/输出共阴极显示驱动器，一片MAX7219就可以驱动8个七段数码管显示信息。其引脚及与AT89C52的接口见图4，其中：

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　　MAX7219通过3个引脚与CPU相连。它的工作时序如图5所示：当LOAD变为低电平时，将16位数据串行送到DIN端，在每个CLK的上升沿把数据移到内部寄存器，在CS的上升沿把数据锁存到数字控制寄存器，在16.5个周期后，数据出现在数据输出端，在CLK的下降沿将数据输出。?

　　在检测系统中，下位机处理过的数据通常都需要不断地传给上位机，而上位机也要不断往下位机发送命令，控制下位机的工作进程。这两者之间的通信可由RS-232C串口相接。为了与RS-232C标准所要求的电平相匹配，我们采用芯片MAX232进行电平转换。
　　系统的软件流程图见图6。上下位机之间的通信是程序设计的重点，这一过程既包含上位机收发数据，也包含下位机收发数据。为确保双方通信的可靠，采取了握手以及奇偶校验等措施。以下位机向上位机传送数据为例，简单说明一下通信的过程：下位机先发握手信号，询问上位机是否准备好接收数据，如果没有得到准备好信号，则等待，若得到准备好信号就开始发送数据。发送完数据后，等待上位机返回是否正确接收到数据的信息。若上位机没有得到正确的数据，下位机进行错误处理；若上位机得到正确数据，程序向下运行。

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　　在工业检测系统中，采用串行技术可以大大节省单片机的资源，提高单片机的效率，而且程序设计也较为简捷。这一技术投入使用后，取得了良好的效果。