通用数据采集和通讯仪的设计与实现

　　1.6 开关量采集电路设计

　　系统通过一片8255芯片来扩展并行口。编程使8255的A口为输入，用于采集8路开关信号。B口为输出，用于8路开关量的输出。为了增强系统抗干扰能力，开关量输入／输出通道都采用光电隔离。开关量采集电路图略。

　　1.7 频率信号测量电路设计

　　本系统利用8253芯片的定时器／计数器1和2对两路待测脉冲个数进行记数，8253的定时器／计数器0用来定时，利用W77E58有多个中断源的特性，定时结束产生中断，在中断服务程序中，读取8253定时器／计数器1和2的当前记数值，通过计算便可得到待测频率量。

　　频率信号测量电路如图5所示。其中D0-D7与W77E58数据总线相连，单片机P2口高三位经138译码器译出的Y0与8253的CS引脚相连，用来选通8253芯片，8253的A0、A1直接与低二位地址线相连，因此8253的端口地址为1FFCH～1FFFH。

　　1.8 串行通讯设计

　　一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。串行通讯的特点是：数据位传送，传按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成，成本低但送速度慢。串行通讯的距离可以从几米到几千米。 根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。信息只能单向传送为单工；信息能双向传送但不能同时双向传送称为半双工；信息能够同时双向传送则称为全双工。 串行通讯又分为异步通讯和同步通讯两种方式。在单片机中，主要使用异步通讯方式。

　　为了使设计的数据采集仪应用方便，系统利用PTR2000无线数据传输模块与上位机进行通讯，以便能随时响应控制中心的PC机的数据上传命令，将采集到的数据实时上传给控制中心。PTR2000是一种超小型、低功耗、高速率的无线收发数据传输模块。其通讯速率最高可达20Mbit／s，也可工作在其他速率，如4800bit／s、9600bit／s。系统无线数据传输原理图如图6所示。

　　PTR2000可直接与单片机的串口TXD、RXD相连接。PTR2000无线MODEM的DO和DI引脚分别连接单片机串口的RXD和TXD，这样单片机就可以和无线数据传输模块进行串行通信。由于上位机串口通常采用RS-232 电平，而单片机串口使用的是TTL电平，故PTR2000与上位机连接时必须将TTL电平转换成RS-232电平，系统采用MAXM公司的MAX232芯片进行转换。上位机用串口的RTS与PTR2000的TXEN连接来控制PTR2000无线收发模块的收发状态转换。