实用的分布式数据采集和控制系统

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1、天马行空官方博客：http://t.qq.com/tmxk_docin；QQ:1318241189；QQ群：175569632实用的分布式数据采集和控制系统一引言液体的液位测量在工业生产中非常普遍，应用领域也比较广，例如：自来水位的测量和控制，石油管道和储油罐的油位的测量等。高精度的传感器可用于这些测试系统中来感知传递压力、流量、温度等信号，把这些信号变成电信号，然后经过放大、A/D转换、送入单片机处理后，最后发送到远方的PC机，这样可实现对现场的液位情况进行实时监控，从而向被控单元发出指令，采取相应的动

2、作。整个系统的框图如下：二具体的实现过程1.放大部分：TLC4502－双路自校准低噪声高速运算放大器的应用。集成运算放大器种类很多，在各类仪表及控制电路中要求运算放大器必须具有高精度，高共模抑制比和低温漂等性能。目前采用的精密运算放大器都具有外接调零电位器输入端，应用时首先对其失调调零。由于电路复杂，给调试带来不便。美国TI仪器公司研制生产的TLC4502精密型双运算放大器，采用自动校准技术，在上电时将输入失调电压自动调整为零，使用起来十分方便，同时也节省了PCB板和外部分离元件，该器件的管脚排列如下图所

3、示：TLC4502自动校准运算放大器在片内利用对数字与模拟信号的处理，可在上电时输入失调电压自动校准为零。完成自动校准一般需要300ms的时间，连续校准时可在（±）3μV范围内反复进行。一旦校准完成，大部分校准电路将脱离信号通道并被关断，这样，校准电路对信号通道几乎无影响，这也使得TLC4502在校准周期结束之后可以完全象其他精密运算放大器一样使用。TLC4502具有高精度，高增益，良好的电源抑制比，驱动能力强等特点，可广泛应用于数据采集，数字音频，工业控制等领域。在本系统中，用来放大从传感器出来的微弱信

4、号，具体电路如图１：2．A/D转换部分。TLC1549－带串行控制的10位模数转换器的应用。从放大器出来的电压信号进入到A/D转换器以形成单片机便于处理的数字信号。在该设计中，采用了美国TI公司生产的10位模数转换器TLC1549。它采用CMOS工艺，具有内在的采样和保持，采用差分基准电压高阻输入，抗干扰，可按比例量程校准转换范围，总不可调整误差达到（±）1LSBMax(4.8mv)，占地面积小等特点。其工作原理为：在芯片选择（/CS）无效情况下，I/OCLOCK最初被禁止且DATAOUT处于高阻状态。当

5、串行接口把/CS拉至有效时，转换时序开始允许I/OCLOCK工作并使DATAOUT脱离高阻状态。串行接口然后把I/OCLOCK序列提供给I/OCLOCK并从DATAOUT接收前次转换结果。I/OCLOCK从主机串行接口接收长度在10和16个时钟之间的输入序列。开始10个I/O时钟提供采样模拟输入的控制时序。在/CS的下降沿，前次转换的MSB出现10个时钟长度，那么在10个时钟的下降沿，内部逻辑把DATAOUT拉至低电平以确保其余位的值为零。在正常进行的转换周期内，规定时间内/CS端高电平至低电平的跳变可终

6、止改周期，器件返回初始状态（输出数据寄存器的内容保持为前次转换结果）。由于可能破坏输出数据，所以在接近转换完成时要小心防于止/CS被拉至低电平。时序图如图２：由于它采用串行输出的方式，占地面积小，方便灵活，与单片机的接口也简单，电路如图３：该软件部分为，其中，入口参数：使用累加器A，进位标志CY及工作寄存器R7；出口参数：20H单元存放转换结果的低8位，21H单元存放转换结果的高2位。AADCCON：MOV20H，#00HMOV21H，#00H；结果单元清零MOVR7，#0AH；A/D转换位数标志CLRP

7、1.4；选通TLC1549LOOP1：MOVC，P1.0；读转换结果送至CYMOVA，20H；转换结果移至结果单元RLCAMOV20H，AMOVA，21HRLCAMOV21H,ASETBP1.2；形成移位脉冲CLRP1.2DJNZR7，LOOP1；转换结束否？SETBP1.4；TLC1549复位并进行一次转换RET；上述程序执行时间约120μｓ3．ＲS485接口芯片部分－75LBC184放大的电压信号经过A/D转换由单片机处理后，要传送到远方的PC机，以便达到实时监控的目的。以单片机为主体构成的分布式数据

8、采集和控制系统，因为其电路结构简单，工作可靠性高而被广泛应用在工业控制中。目前广泛使用的单片机产品都集成了串行通信接口，使用串行通信接口，通过RS485接口驱动芯片就可以构成总线型通信网络，把多台单片机系统连接成一个分布式数据采集和控制系统。但为了克服单片机的不足，引入了PC机，采用主从式结构模式，即PC机为主机，分布在现场的各个单片机系统为从机，其结构如下图所示。PC机串行口为标准的RS232口，根据标准规定：RS232采用