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数显量具和51单片机的接口电路
用容栅作为传感器的数显量具,它的数据处理部分是一个模块,模块上设置了一个串行接口,用此接口和单片机连接可以对其功能进行扩展,如增加某些控制功能,或用此模块开发自己的长度测量或控制仪器。本文以BJ200卡尺模块为例给出它与51单片机的接口电路和接口程序。引脚:

图1 、数显模块引脚图
图1示出了接口的相对位置,1为负1.5V;2为数据信号;3为同步信号;4为0V,即接地端。如果不使用电池,而采用稳压电源,可将电源电压提高为1.8~2.0V,以提高其抗干扰能力。
数据格式: 串行口的数据是二进制码,约0.2秒输出一次,每次输出两组数据,第一组为绝对相移,不受人工控制,对测量没有意义,第二组为相对相移,是相对于零位置的相移,即是我们所要采集的数据。一组数据24位,低位在前,高位在后,最后一位是符号位。最后一位为“1”表示数据为负数,以补码输出,为“0”表示数据为正数,以原码输出。若用D作为此数据的十进制表示,则最终测得的位移量“l”可表示如下:
与8051接口: 信号电平转换电路: 电路见图2。由于模块使用负2V电源,所以它的输出信号需经过转换才能和8051相容。R2、Q2、U1D和U1E对数据信号进行变换,输出用DATA表示;R1、Q1和U1A对同步信号进行变换,输出用CLK表示;CLK后面的电路用来给单片机提供一个中断信号,信号未传送时,INT信号为低电平,信号传送期间,由于R3、C1积分电路的作用,INT保持高电平,信号传送完毕,INT又回到低电平,单片机设为脉冲中断方式,检测到这个脉冲下降沿即转入中断服务程序,从串行口读入数据。

8051接口电路: 电路见图3,其中DATA、CLK、INT各端分别和图2中同名端口相连。MC14053是3刀双掷模拟开关,我们选用其中一组;MC14557是长达64位的可变移位寄存器,移位位数由L1、L2、L4、L8、L16、L32的接法决定,在此接成24位((16+4+2+1)+1=24),其输出端接到8051的串行口。
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