发送端程序
接收端程序
图 2 程序流程图
五、结束语
本系统为了提高系统的智能性、可靠性和实用
性，采用了双单片机控制方法，即在数据采集的远端
和本地均采用单片机控制。远端单片机完成数据的
采集、抽样、平滑和发送，本地单片机完成数据的解
调接收、检验、纠错和数据处理与显示等。采用双单
片机可以保证在高速通信时，仍能对数据进行校验
由单片机 AT89C51 控制 MC14433 对各通道进行 顺序循环数据采集或是对指定的通道进行数据采 集。MC14433 和单片机 AT89C51 的硬件接口电路简 单，MC14433 的 A / D 转换结果是动态分时输出的 CD 码 Q0 ～ Q3、DS1 ～ DS4 可以直接和单片机 AT89C51 的 P1 口相连；DU 和 EOC 相连，以选择连续转换方式， 每次转换结果都送至输出寄存器；AT89C51 读取 A / D 转换结果可以采用中断方式，EOC 端与外部中断 输入端 INT0 相连如图所示，也可以采用查询方式。 采用查询方式时 EOC 端可接入任一 I / O 口或扩展 I / O 口。（软件控制部分见本文第四部分。）
器（VCO）构成的锁相环（PLL）后，在压控振荡器输入
端产生信号，经低通滤波器率初稿次谐波后，再经比
较电路整形后得到数据码流。
为了提高系统的智能性、可靠性和实用性，本系
统也采用另一单片机 AT89C51 控制解调器将接收到
的调制信号进行解调，并由该单片机完成数据的解
调接收、检验、纠错和数据处理等。
4 . PC 机控制模块
内蒙古电大学刊
2005 年第 9 期（总第 73 期）
单片机在远程数据采集与传输系统中的应用
湛洪然
（天津滨海职业学院机电系，天津 300451）
［摘 要］介绍了一个单片机在远程数据采集系统中应用的实例。该系统采用了双单片机控制数据
的采集与传输，即在数据采集的远端和本地均采用单片机控制。远端单片机完成数据的采集、抽样和发送； 本地单片机完成数据的解调接收、检验、纠错和数据处理等。本系统是一个高性能、高智能化的实用型远程 数据采集系统。
百
D7 21H
D4 十
D3
D0
个
程序清单如下：
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内蒙古电大学刊
2005 年第 9 期（总第 73 期）
初始化程序：
INT0： SETB IT0
SETB EA
SETB EX0
……
外中断INT0 中断服务程序：
PT0： MOV
A，P1
JNB
ACC. 4，PT0
JB
ACC. 0，PER
JB
ACC. 2，PP1
和纠错以确保数据的准确性。本系统尤其适合待采
集数据的现场节点较多的情况。
［参考文献］
［1］胡汉才 . 单片机原理及其接口技术［M］. 北京：清华大学 出版社，1996 . ［2］付保川，班建民，奚雪峰 . 远程通信节点的系统测试方 法［J］. 单片机与嵌入式系统应用，2002，6：78 - 80 .
信号的控制下，由于 VCO 工作的连续性，切换过程
可以保证相位连续，这是实现 MSK 调 制 的 重 要 条
件。
在接收方，本系统采用 EXAR 公司的 XR2211 实
现解调。它采用非相干解调方式，其外围电路简单，
并可独立调解中心频率、带宽及输出延时。MSK 信
号通过由 鉴 相 器（ PD）、环 路 滤 波 器（ LF）、压 控 振 荡
［关键词］单片机 数据采集 远程数据传输 调制解调
一、引言
在自动控制技术飞速发展的今天，远程多路测 控系统的越来越广泛地应用在粮库、油田、矿井以及 饭店等需要同时监控多路温度、湿度、瓦斯含量等的 场合。如何将远 程 现 场 的 数 据 采 集 正 确 传 输 至 本 地，是实现远程测控的关键以及核心任务之一。这 里介绍一种单片机控制的高性能、高智能化的实用 型远程数据采集系统。
R0
MOV
@ R0，A
PP6： MOV
A，P1
JNB
ACC. 7，PP6
XCHD A，@ R0
RETI
PER： SETB 10H
RETI
2. 发送端单片机程序流程图
发送端程序由主程序和中断服务程序（包括键
盘中断、定时器中断）组成。主程序在完成初始化工
作后，进入循环显示。主要功能由定时器中断服务
程序完成，并通过按键执行相应的功能（还可以采用
我们用 PC 机作上位机，由它统一调度与哪个
接收节点通信，并向各个节点的单片机下达命令，并
利用 PC 机友好的人机界面显示已被接收节点正确
接收并已经处理过的数据。本系统中，并没有将数
据的解调接收、检验、纠错和数据处理工作全部交给
PC 机来完成，减轻了上位机的工作量。本系统尤其
适合待采集数据的现场节点较多的情况。
3. 数据传输模块 本模块是系统传输的关键部分，本系统的数据 传输方式采用异步传输方式。 在发送方，由一单片机 ATM89C51 控制调制器 首先对采集到的数据进行调制，本系统采用 MSK（最 小频移键控）调制方式。MSK 是移频键控 FSK 的一 种改进形式，其相位始终保持连续变化且两载波的 频率之差始终等于码元速率的 1 / 2。对于给定的频 带，MSK 比 FSK 具 有 更 高 的 比 特 率。 我 们 采 用 EXAR 公司的 XR2206 实现调制。XR2206 由四个功 能模块组成：压 控 振 荡 器（ VCO）、模 拟 加 法 器、正 弦 波发生器和切换开关。外接两个电阻通过切换开关 和 VCO 外部的电容构成 RC 振荡回路，在外部输入
三、各模块的功能与实现
1. 信号转换模块 本模块主要由传感器组成，本系统作为一种实 用的远距离测试装置，使用时可以根据用户需要加 入相应的传感器（如，温度传感器、压力传感器、位移 传感器、湿度传感器、光敏传感器、气体传感器等等） 就可以实现相应的信号量到电信号的转换。我们以 采集多路温度信号为例。我们选用 AD590，它是 AD 公司利用 PN 结正向电流与温度的关系制成的电流 输出型两端温度传感器。测温范围为摄氏 - 55 ～ + 150 度。取样电压连接到集成放大器 AD620 的正输 入端，根据实际的测温范围在 AD620 的负输入端加 入合适的偏置电压。值得注意的是 AD590 测量的 是热力学温度 K（即绝对温度），进行数据处理时要 注意。 2. 数据采集模块 本模块由模拟开关、放大电路、A / D 模数转换器 和单片机组成。 模拟开关采用八选一多路模拟开关 CC 4051，可 巡回检测八路被测温度信号，由单片机控制选择开 关通道。 放大电路负责将温度传感器 AD590 感测到的 电流信号进行电流 - 电压转换并放大，作为 A / D 转
11 .
［责任编辑：张建荣］
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及 PC 机之间数据链路的建立与维护。PC 机是系统 的主机，负责向各现场节点发送指令，以实现对现场 节点的远程管理和监控；它通过 RS - 232 口和通信 节点相连，再通过 MODEM 与远程的现场节点相连， 通信距离长，若是通信距离在千米以内还可以通过 RS - 485 或其他总线接口与现场节点相连，本系统 讨论远程节点与 PC 机之间基于 MODEM 的通信。
由于 AT89C51 单片机 输 入 输 出 电 平 为 TTL 电
平，而 PC 机配置的是 RS - 232C 标准串行接口，二者
的电气规范不一致，因此必须进行电平转换。我们
采用 1488 将 TTL 电平转换为 RS - 232C 电平，供电
电压为 ± 12V，而 1489 则是把 RS - 232C 电平转换为
“状态转移法”键控程序设计实现一键多能）。另外，
为了增强系统的抗干扰性，在硬件看门狗的基础上，
还增加了软件陷阱处理，防止程序的“跑飞”。简要
流程图如图 2 左。
3. 接收端单片机程序流程图
接收端程序主要有数据接收和误码测试程序组
成。数据接收程序根据上位机的指示选择不同的波 特率接收数据或测试误码。流程图如图 2 右
［3］第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编 . 北京 理工大学出版社，2003，1：164 - 190 . ［4］朱宇光 . 单片机应用新技术教程［M］. 电子工业出版社， 2000，8 . ［5］叶挺秀 . 电工电子学［M］. 高等教育出版社，1999，9 . ［6］李兰友 . 微机原理与接口技术 . 南开大学出版社，2001，
湛洪然 单片机在远程数据采集与传输系统中的应用
学术研究
换器的输入信 号。 这 部 分 电 路 可 以 选 用 集 成 运 放 OP 07 和精密基准电源 AD584。
A / D 转换器选用双积分 A / D 转换器 MC 14433， 集成运放 OP 07 的输出电压送至 MC 14433 的输入 端，使 之 转 换 为 数 字 信 号。MC 14433 转 换 器 使 用 MC 1403 集成精密基准电源，转换精度为 ± 0 . 05% ， 相当于二进制 11 位，这种 A / D 转换电路自动重复 工作，无需启动信号和外部定时，简化了硬件和软件 的设计，该转换器价格低廉，对于消除共模干扰性能 也特别优越。
TTL 电平，供电电压为 + 5V。
四、主要软件流程图与程序设计
1. 数据采集部分程序清单
当单片机开放中断，允许 INT0 中断申请，并置
为边沿触发方式，执行下列程序后即将 A / D 转换结
果有 AT89C51 控制采集后送入片内 RAM 中。数据
格式为：
Hale Waihona Puke D7D4 D3 D2 D0
20H 符号位 X X 千
SETB 07H
AJMP PP2
PP1： CLR