基于MAX1069的單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計

1概述

在MCS-51系列不具備I2C總線接口的單片機(jī)組成的智能儀器和工業(yè)測控系統(tǒng)中，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速度要求不太高時通過模擬I2C總線可以增加應(yīng)用系統(tǒng)的接口器件的種類，提高應(yīng)用系統(tǒng)的性能。

I2C總線，即IC與IC之間溝通的總線，是一種雙向二進(jìn)制總線，即串行時鐘線SCL和串行數(shù)據(jù)線SDA兩條線路組成，提高了硬件的效率和簡化電路設(shè)計。I2C總線接口已經(jīng)集成在片上，不需要單獨(dú)設(shè)計總線接口和譯碼電路，電路的互連減少。MAX1069采用單電源供電，利用內(nèi)部4MHz時鐘對其單端模擬輸入進(jìn)行單極性轉(zhuǎn)換。具有自動關(guān)斷、內(nèi)部+4.096V基準(zhǔn)和兼容于I2C、提供快速及高速模式的2線串行接口。對于不帶I2C串行總線接口的MCS-51系列單片機(jī)來說，可以利用軟件模擬的方法實(shí)現(xiàn)帶有I2C串行總線接口的I/O芯片的連接。

2MAX1069功能原理

3. MAX1069與MCS-51單片機(jī)組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3.1. 硬件接口

利用MCS-51單片機(jī)的I/O口線控制I2C串行總線的串行時鐘和數(shù)據(jù)傳送，操作過程由軟件控制數(shù)據(jù)傳送以及時序。與MAX1069的接口即數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理圖，如圖5所示。由于I2C總線端口輸出為開漏 結(jié)構(gòu)，故SDA和SCL上必須有上拉電阻RP，通常選擇500Ω或更大些。8051的P1.0、P1.1分別與MAX1069的SCL、SDA連接。MAX1069的I2C器件地址為0110111。模擬信號由MAX1069的AIN輸入，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及傳送均由軟件來完成。數(shù)據(jù)傳送遵循高位在前的原則，即MSB在前的方式傳送。

3.2. 軟件流程圖

如圖5所示，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理圖由P1.0、P1.1模擬I2C串行總線的SCL和SDA端，構(gòu)成模擬的I2C串行總線系統(tǒng)。總線功能的實(shí)現(xiàn)除簡單的硬件連接，大部分功能需要軟件模擬來完成。I2C總線的啟動信號S、應(yīng)答信號A、非應(yīng)答信號 和SCL時鐘傳送數(shù)據(jù)均應(yīng)用歸一的I2C程序（參考何利民：單片機(jī)高級教程—應(yīng)用與提高）即可。流程圖如圖6所示。