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利用單片機實現的模擬信號和數字信號單線混合傳輸

摘 要：本文以單片機89C2051為核心，采用DAC TLC5618、模擬開關MAX319設計了能實現模擬信號和數字信號單線混合傳輸的系統。
關鍵詞：單片機；DAC；模擬開關

信號傳輸在現代工程中是很重要的一個技術環節，通常使用多芯電纜將模擬信號和數字信號獨立多線傳輸。但在信號傳輸中，數字信號將對模擬信號產生干擾，不得不采用互相屏蔽的多芯纜來降低干擾。這樣不僅使電纜的線徑和重量增加，而且成本提高。在特殊的地理環境，特別是在野外氣溫很低的情況下，粗線徑的電纜將給現場操作帶來很大的困難。本文設計的系統是利用單片機來實現模擬信號和數字信號在單線中的混合傳輸。經實踐證明，該系統適用于速率不是很高的信號傳輸。

硬件構成及電路
本文硬件電路實現二路數字脈沖信號和一路模擬信號的單線混合傳輸，功能框圖如圖1所示，其中包括數字脈沖信號接收轉換和模擬信號分時輸出等技術環節。單片機對二路數字脈沖信號進行計數，并利用DAC TLC5618和模擬開關MAX319把當前的計數值和模擬信號分時傳送出去。
單片機、電源及DAC電路
單片機、電源以及DAC電路如圖2所示，采用單片機AT89C2051和12位DAC TLC5618。
在電路中用了一個可充電電池，輸出電壓為7.2V，經過一個低差壓線性穩壓器LM2940，輸出電壓為＋5V，可供單片機、TLC5618、MAX319等使用。再接一個微型DC/DC模塊IA0512M,輸出電壓±12V,可供放大器TLE2062和MAX319使用。
AT89C2051是一種帶2kB字節閃速可編程、可擦除、只讀存儲器的低電壓、高性能CMOS 8位微控制器。它有兩個可編程的16位定時器/計數器T0和T1；15個可編程的I/O通道；128字節片內RAM存儲器；有6個中斷源，而且其輸出可以直接驅動LED。它可以在2.7V~6V的電壓范圍內工作。
TLC5618是帶有緩沖基準輸入(高阻抗)的雙路12位電壓輸出DAC。DAC輸出電壓范圍可編程為基準電壓的兩倍，有兩個輸出端口A和B，且它們可以同步刷新。此外，該器件還包含上電復位功能。通過3線串行總線可對TLC5618實現控制，采用單5V電源工作。且在快速、慢速模式下功耗分別為8mW和3mW，輸入數據的刷新率可達1.21