用容柵作為傳感器的數(shù)顯量具,，它的數(shù)據(jù)處理部分是一個(gè)模塊,，模塊上設(shè)置了一個(gè)串行接口,，用此接口和單片機(jī)連接可以對(duì)其功能進(jìn)行擴(kuò)展,，如增加某些控制功能，或用此模塊開發(fā)自己的長(zhǎng)度測(cè)量或控制儀器,。本文以BJ200卡尺模塊為例給出它與51單片機(jī)的接口電路和接口程序,。引腳： 
圖1 、數(shù)顯模塊引腳圖圖1示出了接口的相對(duì)位置,，1為負(fù)1.5V,；2為數(shù)據(jù)信號(hào),；3為同步信號(hào)；4為0V,，即接地端,。如果不使用電池，而采用穩(wěn)壓電源,，可將電源電壓提高為1.8～2.0V,，以提高其抗干擾能力。數(shù)據(jù)格式： 串行口的數(shù)據(jù)是二進(jìn)制碼,，約0.2秒輸出一次,，每次輸出兩組數(shù)據(jù)，第一組為絕對(duì)相移,，不受人工控制,，對(duì)測(cè)量沒有意義，第二組為相對(duì)相移,，是相對(duì)于零位置的相移,，即是我們所要采集的數(shù)據(jù)。一組數(shù)據(jù)24位,，低位在前，高位在后,，最后一位是符號(hào)位,。最后一位為“1”表示數(shù)據(jù)為負(fù)數(shù)，以補(bǔ)碼輸出,，為“0”表示數(shù)據(jù)為正數(shù),，以原碼輸出。若用D作為此數(shù)據(jù)的十進(jìn)制表示,，則最終測(cè)得的位移量“l(fā)”可表示如下：
與8051接口： 信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路： 電路見圖2,。由于模塊使用負(fù)2V電源，所以它的輸出信號(hào)需經(jīng)過轉(zhuǎn)換才能和8051相容,。R2,、Q2、U1D和U1E對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行變換,，輸出用DATA表示,；R1、Q1和U1A對(duì)同步信號(hào)進(jìn)行變換,，輸出用CLK表示,；CLK后面的電路用來給單片機(jī)提供一個(gè)中斷信號(hào)，信號(hào)未傳送時(shí),，INT信號(hào)為低電平,，信號(hào)傳送期間,，由于R3、C1積分電路的作用,，INT保持高電平,，信號(hào)傳送完畢，INT又回到低電平,，單片機(jī)設(shè)為脈沖中斷方式,，檢測(cè)到這個(gè)脈沖下降沿即轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序，從串行口讀入數(shù)據(jù),。
與8051接口電路： 電路見圖3,，其中DATA、CLK,、INT各端分別和圖2中同名端口相連,。MC14053是3刀雙擲模擬開關(guān)，我們選用其中一組,；MC14557是長(zhǎng)達(dá)64位的可變移位寄存器,，移位位數(shù)由L1、L2,、L4,、L8、L16,、L32的接法決定,，在此接成24位（（16 4 2 1） 1=24），其輸出端接到8051的串行口,。8051復(fù)位后,，P1.7置0，MC14557的時(shí)鐘端接至模塊同步信號(hào)CLK,。數(shù)據(jù)傳送完畢,，INT產(chǎn)生負(fù)跳變，單片機(jī)轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序,，將P1.7置1,，MC14557時(shí)鐘端接至8051的串行時(shí)鐘，程序分三次將24位數(shù)據(jù)讀入單片機(jī),，數(shù)據(jù)通信任務(wù)完成,。此后，即可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種加工處理,，達(dá)到工作要求,。
編程： 為了和以上電路配合，程序中先將P1.7置0,，主程序中開放外中斷,，中斷方式設(shè)為脈沖方式,。8051采用串行通信方式0從MC14557讀取數(shù)據(jù)，一次讀取8位,，需三次讀完24位,。程序中用到R0、R1寄存器,，數(shù)據(jù)讀入后按高位在前的順序存入30H,、31H、32H單元,，即30H的最高位為符號(hào)位,。 ;------------開始----------------CLR P1.7 ;MC14557時(shí)鐘接到模塊同步信號(hào)MOV IE, #81H ;開放外中斷0SETB IT0 ;中斷方式置為脈沖方式;以下為數(shù)據(jù)接收子程序： MOV IE, #00H ;禁止中斷MOV SCON,#00H ;串行通信方式0SETB P1.7 ;將MC14557的時(shí)鐘轉(zhuǎn)為CPU控制MOV R0,#32HMOV R1,#03H ;分三次讀取數(shù)據(jù)L0:SETB REN ;開始接收數(shù)據(jù)JNB RI,$MOV A,SBUF ;數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)移至RAM單元MOV @R0,ACLR RIDEC R0DJNZ R1,L0CLR P1.7 ;MC14557時(shí)鐘轉(zhuǎn)換到CLKRET除了本例所用的串行讀取數(shù)據(jù)方式以外,，還可以使用串入并出寄存器將模塊輸出的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù),，再讀入單片機(jī)。此接口電路已用于筆者設(shè)計(jì)的數(shù)顯測(cè)厚儀,，用來測(cè)量光學(xué)玻璃元件的厚度,。在這個(gè)儀器中，筆者利用采集的數(shù)據(jù)添加了公差輸入,、絕對(duì)/相對(duì)測(cè)量方式轉(zhuǎn)換,、超差報(bào)警等功能，以滿足用戶的要求,。
圖1 、數(shù)顯模塊引腳圖圖1示出了接口的相對(duì)位置,，1為負(fù)1.5V,；2為數(shù)據(jù)信號(hào),；3為同步信號(hào)；4為0V,，即接地端,。如果不使用電池，而采用穩(wěn)壓電源,，可將電源電壓提高為1.8～2.0V,，以提高其抗干擾能力。數(shù)據(jù)格式： 串行口的數(shù)據(jù)是二進(jìn)制碼,，約0.2秒輸出一次,，每次輸出兩組數(shù)據(jù)，第一組為絕對(duì)相移,，不受人工控制,，對(duì)測(cè)量沒有意義，第二組為相對(duì)相移,，是相對(duì)于零位置的相移,，即是我們所要采集的數(shù)據(jù)。一組數(shù)據(jù)24位,，低位在前，高位在后,，最后一位是符號(hào)位,。最后一位為“1”表示數(shù)據(jù)為負(fù)數(shù)，以補(bǔ)碼輸出,，為“0”表示數(shù)據(jù)為正數(shù),，以原碼輸出。若用D作為此數(shù)據(jù)的十進(jìn)制表示,，則最終測(cè)得的位移量“l(fā)”可表示如下：
與8051接口： 信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路： 電路見圖2,。由于模塊使用負(fù)2V電源，所以它的輸出信號(hào)需經(jīng)過轉(zhuǎn)換才能和8051相容,。R2,、Q2、U1D和U1E對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行變換,，輸出用DATA表示,；R1、Q1和U1A對(duì)同步信號(hào)進(jìn)行變換,，輸出用CLK表示,；CLK后面的電路用來給單片機(jī)提供一個(gè)中斷信號(hào)，信號(hào)未傳送時(shí),，INT信號(hào)為低電平,，信號(hào)傳送期間,，由于R3、C1積分電路的作用,，INT保持高電平,，信號(hào)傳送完畢，INT又回到低電平,，單片機(jī)設(shè)為脈沖中斷方式,，檢測(cè)到這個(gè)脈沖下降沿即轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序，從串行口讀入數(shù)據(jù),。與8051接口電路： 電路見圖3,，其中DATA、CLK,、INT各端分別和圖2中同名端口相連,。MC14053是3刀雙擲模擬開關(guān)，我們選用其中一組,；MC14557是長(zhǎng)達(dá)64位的可變移位寄存器,，移位位數(shù)由L1、L2,、L4,、L8、L16,、L32的接法決定,，在此接成24位（（16 4 2 1） 1=24），其輸出端接到8051的串行口,。8051復(fù)位后,，P1.7置0，MC14557的時(shí)鐘端接至模塊同步信號(hào)CLK,。數(shù)據(jù)傳送完畢,，INT產(chǎn)生負(fù)跳變，單片機(jī)轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序,，將P1.7置1,，MC14557時(shí)鐘端接至8051的串行時(shí)鐘，程序分三次將24位數(shù)據(jù)讀入單片機(jī),，數(shù)據(jù)通信任務(wù)完成,。此后，即可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種加工處理,，達(dá)到工作要求,。編程： 為了和以上電路配合，程序中先將P1.7置0,，主程序中開放外中斷,，中斷方式設(shè)為脈沖方式,。8051采用串行通信方式0從MC14557讀取數(shù)據(jù)，一次讀取8位,，需三次讀完24位,。程序中用到R0、R1寄存器,，數(shù)據(jù)讀入后按高位在前的順序存入30H,、31H、32H單元,，即30H的最高位為符號(hào)位,。 ;------------開始----------------CLR P1.7 ;MC14557時(shí)鐘接到模塊同步信號(hào)MOV IE, #81H ;開放外中斷0SETB IT0 ;中斷方式置為脈沖方式;以下為數(shù)據(jù)接收子程序： MOV IE, #00H ;禁止中斷MOV SCON,#00H ;串行通信方式0SETB P1.7 ;將MC14557的時(shí)鐘轉(zhuǎn)為CPU控制MOV R0,#32HMOV R1,#03H ;分三次讀取數(shù)據(jù)L0:SETB REN ;開始接收數(shù)據(jù)JNB RI,$MOV A,SBUF ;數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)移至RAM單元MOV @R0,ACLR RIDEC R0DJNZ R1,L0CLR P1.7 ;MC14557時(shí)鐘轉(zhuǎn)換到CLKRET除了本例所用的串行讀取數(shù)據(jù)方式以外,，還可以使用串入并出寄存器將模塊輸出的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù),，再讀入單片機(jī)。此接口電路已用于筆者設(shè)計(jì)的數(shù)顯測(cè)厚儀,，用來測(cè)量光學(xué)玻璃元件的厚度,。在這個(gè)儀器中，筆者利用采集的數(shù)據(jù)添加了公差輸入,、絕對(duì)/相對(duì)測(cè)量方式轉(zhuǎn)換,、超差報(bào)警等功能，以滿足用戶的要求,。
