基于MAX1069的单片机数据采集系统的设计

1概述

在MCS-51系列不具备I2C总线接口的单片机组成的智能仪器和工业测控系统中，当数据传输速度要求不太高时通过模拟I2C总线可以增加应用系统的接口器件的种类，提高应用系统的性能。

I2C总线，即IC与IC之间沟通的总线，是一种双向二进制总线，即串行时钟线SCL和串行数据线SDA两条线路组成，提高了硬件的效率和简化电路设计。I2C总线接口已经集成在片上，不需要单独设计总线接口和译码电路，电路的互连减少。MAX1069采用单电源供电，利用内部4MHz时钟对其单端模拟输入进行单极性转换。具有自动关断、内部+4.096V基准和兼容于I2C、提供快速及高速模式的2线串行接口。对于不带I2C串行总线接口的MCS-51系列单片机来说，可以利用软件模拟的方法实现带有I2C串行总线接口的I/O芯片的连接。

2MAX1069功能原理

3. MAX1069与MCS-51单片机组成的数据采集系统的实现

3.1. 硬件接口

利用MCS-51单片机的I/O口线控制I2C串行总线的串行时钟和数据传送，操作过程由软件控制数据传送以及时序。与MAX1069的接口即数据采集系统原理图，如图5所示。由于I2C总线端口输出为开漏 结构，故SDA和SCL上必须有上拉电阻RP，通常选择500Ω或更大些。8051的P1.0、P1.1分别与MAX1069的SCL、SDA连接。MAX1069的I2C器件地址为0110111。模拟信号由MAX1069的AIN输入，数据转换及传送均由软件来完成。数据传送遵循高位在前的原则，即MSB在前的方式传送。

3.2. 软件流程图

如图5所示，数据采集系统原理图由P1.0、P1.1模拟I2C串行总线的SCL和SDA端，构成模拟的I2C串行总线系统。总线功能的实现除简单的硬件连接，大部分功能需要软件模拟来完成。I2C总线的启动信号S、应答信号A、非应答信号 和SCL时钟传送数据均应用归一的I2C程序（参考何利民：单片机高级教程—应用与提高）即可。流程图如图6所示。

4.结束语

本文介绍了基于MAX1069的单片机数据采集系统的硬件接口及模拟I2C总线的软件设计，同时说明了MCS-51系列单片机上I2C总线接口的实现数据传输的方法。本系统可广泛应用于温度控制设备、管道测漏系统以及系统监控等。

参考文献：

[1] MAXIM Data Sheet of MAX1069

[2] 何利民. 单片机高级教程[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2000.8

[3] 陈志辉. I2C总线在MCS51系列单片机数据采集系统中的实现[J]. 微计算机信息，2005年第一期