RS485串行通信模塊設(shè)計(jì)

　　RS485串行通信模塊通過(guò)MAX485芯片進(jìn)行信號(hào)收發(fā)。主控機(jī)處于遠(yuǎn)程控制室，所受干擾小，因此用MAX485芯片完成數(shù)據(jù)通訊功能。而傳輸分站工作在環(huán)境惡劣的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，干擾較大，因此dsPIC30F微處理器和MAX485之間采用光電隔離。MAX485是半雙工通訊芯片，其收發(fā)狀態(tài)由dsPIC30F微處理器的RB4引腳控制。當(dāng)RB4置低電平時(shí)，DE連接的二級(jí)管導(dǎo)通，使信號(hào)輸入端DI 連接的二級(jí)管正端電壓較低，二級(jí)管截止，發(fā)送器不工作，芯片成為RS485接收器。差分信號(hào)由A、B輸入，由接收器輸出反向端RO輸出反向信號(hào)，經(jīng)光電隔離到dsPIC30F微處理器的RXD引腳，完成接收過(guò)程。當(dāng)RB4置高電平時(shí)，DE連接的二級(jí)管截止，使得輸入端DI連接的二級(jí)管正端電壓較高，此二級(jí)管的通斷由DI 輸入端電平高低決定，芯片成為RS485發(fā)送器。信號(hào)由dsPIC30F微處理器的TXD引腳發(fā)出，經(jīng)光電隔離，從DI輸入，由A、B口輸出RS485差分信號(hào)，完成發(fā)送過(guò)程。另外，由于dsPIC30F微處理器能夠輸出20mA以上的電流，因此，在dsPIC30F微處理器和MAX485的控制連接線(xiàn)路和發(fā)送接收連接線(xiàn)路中，可以不加邏輯門(mén)電路。

　　LED顯示模塊設(shè)計(jì)

　　LED顯示模塊采用串行接口的8位數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)器MAX7219。它具有10MHz傳輸率的三線(xiàn)串行接口與dsPIC30F微處理器相連，最多可驅(qū)動(dòng)8個(gè)共陰數(shù)碼管或64個(gè)發(fā)光二極管。其內(nèi)部有可存儲(chǔ)顯示信息的8×8靜態(tài)RAM、動(dòng)態(tài)掃描電路以及段、位驅(qū)動(dòng)器。MAX7219的數(shù)據(jù)輸入主要由三根輸入線(xiàn)完成。它們分別是串行數(shù)據(jù)線(xiàn)DIN、加載線(xiàn)LOAD與時(shí)鐘線(xiàn)CLK，分別和dsPIC30F微處理器的RB1、RB2與RB3引腳相連。串行數(shù)據(jù)是以16 位數(shù)據(jù)包的形式從DIN 腳串行輸入，在CLK的每一個(gè)上升沿逐位送入芯片內(nèi)部，LOAD腳在第16個(gè)CLK上升沿出現(xiàn)的同時(shí)或者之后但在下一個(gè)CLK上升沿到達(dá)之前，對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存，否則送入的數(shù)據(jù)將丟失。

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　軟件在Microchip公司的MPLAB IDE可視化集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下運(yùn)行，使用C30編譯器編寫(xiě)。MPLAB IDE提供了方便且功能豐富的界面，其中C30編譯器提供了C語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)特性。高精度數(shù)據(jù)采集器的軟件主要完成A/D轉(zhuǎn)換、LED顯示和RS485通信功能。

　　主程序流程圖如圖3所示。首先，配置PIC微處理器的SPI端口為在時(shí)鐘下降沿時(shí)，MCP3551輸出數(shù)據(jù)，在時(shí)鐘上升沿時(shí)鎖存數(shù)據(jù)。然后配置MCP3551在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式方式下工作，上電令RB0為低電平輸出，即{C}\halfnote_{}^{-}{S}\halfnote_{}^{-} 為低電平，并一直維持。然后查詢(xún)SDI引腳的電平狀態(tài)，如果SDI引腳為低電平，則讀取接收緩沖器SPI1BUF的數(shù)據(jù)，如果SDI引腳為高電平，則繼續(xù)查詢(xún)。然后通過(guò)LED顯示輸出及通過(guò)RS485通信程序與PC機(jī)通信。

　　RS485通信采用dsPIC30F微處理器的USART串口接口，以串口中斷的方式通信。串口中斷設(shè)定為最高中斷優(yōu)先級(jí)，使能接收中斷，禁止發(fā)送中斷。波特率發(fā)生器的值由公式U1BRG=FCY/（16×波特率）？1計(jì)算得到，其中FCY為指令周期時(shí)鐘頻率，波特率選擇9600bps，通過(guò)接收器和發(fā)送器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　本文介紹的基于dsPIC30F的高精度數(shù)據(jù)采集器，利用了高精度、低噪聲、22位分辨率的新型Δ-Σ的A/D轉(zhuǎn)換器MCP3551進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了dsPIC30F微處理器與PC機(jī)的RS485通信功能，并能夠通過(guò)LED顯示輸出。按照此方案設(shè)計(jì)的系統(tǒng)成功應(yīng)用于傳感器校驗(yàn)系統(tǒng)中。實(shí)際的調(diào)試和運(yùn)行表明，此數(shù)據(jù)采集器可在擴(kuò)展溫度范圍（-40oC~+125oC）條件下工作，方便地測(cè)量低頻低電壓信號(hào)，它精度高、抗干擾能力強(qiáng)、體積小，能達(dá)到6位半LED顯示輸出，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。