电连接，PL2303-HX芯片的RXD引脚与STC12C5202AD单片机或STC12C5204AD单片机的TXD引脚电连接。
[0034]PL2303-HX芯片是Prolific公司生产的高集成的RS232转USB信号转换芯片，该芯片提供了一个RS232全双工异步串行通信接口与USB功能接口快速准确联接的解决方案。该芯片内置了 USB功能控制器、USB收发器、振荡器以及带有全部的调制解调器控制信号的UART，只需外接几只电容就可实现USB信号与RS232信号的相互转换，能够方便地嵌入到各种设备中去，该芯片作为一种USB/RS232的双向转换器，一方面它能从主机接收USB信号并将其转换为RS232信号并发送给外设；另一方面它能从RS232的外设接收信号并转换为USB信号格式传输回主机中去。这些工作全部都由这款芯片及其外围电路自动完成，无需考虑固件设计。
[0035]在本实施例中，RS232串口通信转换芯片为MAX232芯片，MAX232芯片的TXD引脚与STC12C5202AD单片机或STC12C5204AD单片机的RXD引脚电连接，MAX232芯片的RXD引脚与STC12C5202AD单片机或STC12C5204AD单片机的TXD引脚电连接。
[0036]串口通信模块30是由程序下载串口 DB9和MAX232芯片构成，其功能是实现单片机信号(TTL信号)和RS232信号之间的相互转换。该芯片只需外加4个0.1uF的电容就可实现信号转换功能。TTL/CM0S数据从TlIN输入转换成RS-232数据从TlOUT送到电脑DB9插头；DB9插头的RS-232数据从RlIN输入转换成TTL/CM0S数据后从R20UT输出。
[0037]MAX232芯片可用于实现PC机与单片机数据传输。MAX232芯片是美信(MAX頂)公司专为RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片，使用+5V单电源供电。MAX232芯片的工作电路仅需4个电容(参见图6)，引脚使用功能如下:由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成一个电荷栗电路，功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。由
7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道，功能是数据转换通道，其中13脚(RlIN)、12脚(RlOUT)、11 脚(TlIN)、14 脚(TlOUT)为第一数据通道，8 脚(R2IN)、9 脚(R20UT)、10 脚(T2IN)、7脚(T20UT)为第二数据通道。15脚GND、16脚VCC(+5V)构成电源，功能是供电。
[0038]在本实施例中，USB通信模块20的功能是实现单片机信号(TTL信号)和USB信号的相互转换，单片机信号从RXD进入到PL2303-HX中芯片后被转换为相应的USB信号，再通过USB串口发送给计算机或其它外部设备。计算机或外部设备通过USB串口将信号发送到PL2303-HX芯片后被转换为相应的TTL信号后从单片机的TXD引脚发送出去。
[0039]本实用新型采用两种串口通信方式，可以选用USB标准接口，可也选用RS232。若选用USB标准接口，需将USB与电脑连接，为电路板供电。由于单片机无法直接读取USB的电平，使用了 PL2303-HX芯片对USB电平进行转换。USB电平信号进入PL2303-HX芯片后，转换后的电平通过TXD引脚发送给单片机RXD引脚，单片机内部进行模数转换，将转换获得的数字量通过单片机TXD引脚发送给PL2303-HX的RXD引脚，经转换，通过USB发送给上位机端。同样的，使用RS232串口进行通信。需要通过MAX232进行电平转换，由TXD引脚将转换后的电平发送给单片机RXD引脚，单片机内部进行模数转换，将转换获得的数字量通过单片机TXD引脚发送给MAX232的RXD引脚，经转换，通过RS232发送给上位机端。
[0040]在本实施例中，单片机固件程序可在Keil uvis1n2上进行编写，STC-1SP-V480上进行烧录。数据采集系统用户界面可在LabWindows/CVI平台上进行设计，使采集的信号可以直观显示并且可以显示电压量或温度量。通过所设计的界面可对“O”- “7”，8个通道进行实时数据采集，可以自动检测端口和通道，进行8路数据采集并转化成电压显示(如果使用温度传感器也可以显示温度量)，完成实测值测量。采集几组数据进行数据均值计算，以便与实测数据进行校对，计算误差值。该数据采集装置能够实现多路数据的采集，通过通用串行总线与计算机进行通信，使设备能够接收上位机的测量控制软件发出的各种控制命令，并将测量数据传输到上位机，利用上位机的数据处理软件就可对接收到的数据进行分析处理。
[0041]上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
[0042]对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
【主权项】
1.一种串行信号采集装置，其特征在于，包括数据采集模块、USB通信模块及RS232串口通信模块；所述数据采集模块与所述USB通信模块及串口通信模块电连接；所述数据采集模块为STC12C5202AD单片机或STC12C5204AD单片机；所述USB通信模块包括用于将RS232转换为USB信号的USB通信转换芯片及用于与上位机电连接的USB串口，所述USB通信转换芯片与所述USB串口电连接；所述RS232串口通信模块包括RS232串口通信转换芯片及用于与上位机电连接的DB9串口，所述RS232串口通信转换芯片与所述DB9串口电连接。2.根据权利要求1所述的一种串行信号采集装置，其特征在于，所述USB通信转换芯片为PL2303-HX芯片，所述PL2303-HX芯片的TXD引脚与所述STC12C5202AD单片机或STC12C5204AD单片机的RXD引脚电连接，所述PL2303-HX芯片的RXD引脚与所述STC12C5202AD单片机或STC12C5204AD单片机的TXD引脚电连接。3.根据权利要求1或2所述的一种串行信号采集装置，其特征在于，所述RS232串口通信转换芯片为MAX232芯片，所述MAX232芯片的TXD引脚与所述STC12C5202AD单片机或STC12C5204AD单片机的RXD引脚电连接，所述MAX232芯片的RXD引脚与所述STC12C5202AD单片机或STC12C5204AD单片机的TXD引脚电连接。
【专利摘要】本实用新型涉及数据采集领域，尤其涉及一种串行信号采集装置，包括数据采集模块、USB通信模块及RS232串口通信模块；数据采集模块与USB通信模块及串口通信模块电连接；数据采集模块为STC12C5202AD单片机或STC12C5204AD单片机；USB通信模块包括用于将RS232转换为USB信号的USB通信转换芯片及用于与上位机电连接的USB串口，USB通信转换芯片与USB串口电连接；RS232串口通信模块包括RS232串口通信转换芯片及用于与上位机电连接的DB9串口，RS232串口通信转换芯片与DB9串口电连接。本实用新型通过采用模块化设计，将数据采集模块分别与USB通信模块及串口通信模块电连接，减小了采集卡的体积，降低了功耗，并增加了扩展性能。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN204740457
【申请号】CN201520271582
【发明人】王建新, 张磊, 肖超恩, 赵成, 张瑞
【申请人】北京电子科技学院
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年4月29日