基于單片機的便攜遠程多路數據采集系統(tǒng)

引言：

在工業(yè)生產和各種科學技術研究過程中，常常要對各種數據進行采集和處理，通常用的采集方式是在PC機或者工控機內安裝數據采集卡，例如 A／D卡及RS-422卡、RS-485卡。采集卡易受機箱內環(huán)境的影響，以及計算機插槽數量和地址、中斷資源的限制，不能掛接很多設備。尤其是在進行油井壓裂作業(yè)時，因為壓裂工作現場比較危險，而又同時需要對壓裂時的各種數據進行采集和處理，以便進行遠程實時監(jiān)控，因此利用工控機進行遠程數據采集處理，就難以滿足遠程數據傳輸和便攜的要求。本文探討一種基于單片機和手提電腦的遠程數據采集系統(tǒng)，既可以進行遠程數據采集，而且靈活輕便利于攜帶，同時也減低了設備成本。
1 主要芯片介紹

AT89C52是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內含8k Bytes的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器。器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造。AT89C52有128 bytes的On-Chip隨機存取數據存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，1個6向量兩級中斷結構，3個16位可編程定時計數器，1個全雙工串行通信口，片內時鐘振蕩器。此外，AT89C52還設計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設置的省電模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時計數器、串行口、外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結振蕩器而保存RAM的數據，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。

AD574是美國模擬數字公司(Analog)推出的單片高速12位逐次比較型A/D轉換器，內置雙極性電路構成的混合集成轉換芯片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特點，并且具有自動校零和自動極性轉換功能，只需外接少量的阻容件即可構成一個完整的A/D轉換器,其模擬電壓輸人范圍有四種:0- 10V和0-20V,0±5V和0-±10V，數據輸出格式為12位和8位可選，本文采用12位數據格式，這樣可以提高數據的精度。

MAX485接口芯片是MAXIM公司的一種RS-485芯片，它完成將TTL電平轉換為RS-485電平的功能。采用單一電源+5V工作，額定電流為300μA，采用半雙工通訊方式，數據傳輸率高達2.5Mbps。在一條RS-485總線上可以掛接最多32個MAX485收發(fā)器。這樣可以通過編程利用一臺手提電腦通過RS-485總線同時對多套該系統(tǒng)進行數據采集。
2 系統(tǒng)硬件設計

整個采集系統(tǒng)分為數據采集發(fā)送端和數據接收端。數據采集發(fā)送端主要由AT89C52單片機、AD574A A/D采樣芯片、MAX354故障保護模擬開關和MAX485芯片構成，完成多路信號的采集和串行數據的發(fā)送功能。數據接收端由一個RS-485電平轉 RS-232C電平的電路,以及一臺便攜式手提電腦構成。數據采集端和發(fā)送端通過一條屏蔽的雙絞線電纜連接。