INA128的輸入保護(hù)電路都可提供±40V的過(guò)壓保護(hù)，即是說(shuō)，一個(gè)輸入端加-40V電壓、另一個(gè)輸入端加+40V電壓也不會(huì)帶來(lái)?yè)p壞。在正常信號(hào)條件下，過(guò)壓保護(hù)電路呈現(xiàn)低串聯(lián)阻抗;當(dāng)輸入電壓過(guò)大時(shí)，保護(hù)電路可使輸入電流限制在1.5～5mA的安全范圍之內(nèi)。INA128在不加電源的情況下，對(duì)輸入端可能產(chǎn)生的靜電電荷也具有過(guò)壓保護(hù)作用。

　　三. AD轉(zhuǎn)換電路(圖二)

　　INA128把毫伏級(jí)信號(hào)放大為1.2V---5V,再由AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。

　　AD轉(zhuǎn)換器選用用美國(guó)TI公司的高速8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC0820AC。

　　TLC0820AC是先進(jìn)LinCMOS 8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。均由兩個(gè)4位快閃轉(zhuǎn)換器、一個(gè)4位數(shù)模轉(zhuǎn)換器、一個(gè)加法(誤差)放大器、控制邏輯及一個(gè)結(jié)果鎖定電路構(gòu)成。改進(jìn)的快閃技術(shù)可使低功率集成電路在整個(gè)溫度范圍內(nèi)以1.18μs完成8位轉(zhuǎn)換。片內(nèi)采樣與保持電路具有100ns采樣窗，允許這些器件以高達(dá)100mV/μs的斜升速率轉(zhuǎn)換連續(xù)模擬信號(hào)而無(wú)需外部采樣器件。與TTL兼容的3態(tài)輸出驅(qū)動(dòng)器及兩種工作方式允許與不同微處理器接口。其特點(diǎn)如下：

　　先進(jìn)的LinCMOS硅門技術(shù)

　　8位分辨率

　　差分基準(zhǔn)輸入

　　并行微處理器接口

　　在溫度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)換及存取時(shí)間，讀方式：2.5μs Max

　　無(wú)需外部時(shí)鐘或振蕩器

　　片內(nèi)采樣與保持

　　單5伏電源

　　用TLC0820AC轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，再參照量化曲線算出水位，并且取多次水位的平均值以消除由于滾桶的轉(zhuǎn)動(dòng)而引起水位的變化。用軟件自動(dòng)完成了放大器的漂移的消除和調(diào)零功能。

　　四.通訊接口電路(圖四)

　　圖四

　　主從兩CPU之間采用半雙工RS485接口進(jìn)行串行通訊，抗干擾能力很強(qiáng)。同時(shí)，由于從CPU已將溫度、水位等數(shù)據(jù)處理整合，打包后發(fā)給主CPU，減輕了主CPU的負(fù)擔(dān)。

　　RS485串行通訊接口選用用美國(guó)TI公司75LBC184，并通過(guò)光藕TIL191和SN7400進(jìn)行電氣隔離。

　　SN75LBC184差分?jǐn)?shù)據(jù)線收發(fā)器商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)兼容，片內(nèi)A、B引腳接有高能量瞬變干擾保護(hù)裝置，這種結(jié)構(gòu)能承受峰值為400W(典型值)的過(guò)壓瞬變(如雷電、靜電放電和交流電故障)，從而顯著地提高了器件抗過(guò)壓瞬變的可靠性。普通的RS-485收發(fā)器很容易被過(guò)壓瞬變損壞，如果要有效地加以保護(hù)，一般需外加包括隔離變壓器在內(nèi)的保護(hù)器件。若使用LBC184，可直接與傳輸線相接而不需要任何外加保護(hù)元件，這提供了一種可靠、低價(jià)和簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方案。

　　本器件還具有適合于電噪聲環(huán)境中的合用數(shù)據(jù)總線應(yīng)用的許多特點(diǎn)。差分驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)成限斜率的，這種設(shè)計(jì)，通信數(shù)據(jù)率仍可達(dá)250kbit/s，并使電磁干擾減到最小，同時(shí)能減少傳輸線終端不匹配引起的反射，因而可降低對(duì)傳輸線匹配的要求。接收器的獨(dú)特設(shè)計(jì)是當(dāng)輸入端開(kāi)路時(shí)，其輸出為高電平，這一特性保證接收器輸入端電纜有開(kāi)路故障時(shí)，不影響系統(tǒng)的正常工作。接收器的另一特點(diǎn)是輸入阻抗為RS-485標(biāo)準(zhǔn)輸入阻抗的2倍(≥24kΩ)，故可以在總線上連接64個(gè)收發(fā)器。

　　SN75LBC184將RS485通信中各種故障(包括瞬變電壓、ESD、電磁干擾、總線開(kāi)路、熱故障等)的防范措施集成到一個(gè)芯片內(nèi)。SN75LBC184不僅可以抑制瞬變電壓(如雷電等)，還有其它多種故障抑制特性，是RS485通信中常見(jiàn)故障最完全的集成解決方案。

　　特性

　　具有瞬變電壓抑制功能，能防雷電和抗靜電放電沖擊

　　限斜率驅(qū)動(dòng)器,使電磁干擾減到最小,并能減少傳輸線終端不匹配引起的反射

　　總線上可掛64個(gè)收發(fā)器

　　具有熱關(guān)斷保護(hù)

　　低禁止電源電流：300μA(最大)

　　接收器輸入端開(kāi)路故障保護(hù)

　　ESD電壓可達(dá)±8kV

　　將收發(fā)器和瞬變電壓抑制器集成在一起，節(jié)省電路板空間，特別適合于野外或工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的通信。

　　SN75LBC184提供8腳塑料DIP(N)封裝和SOIC(D)封裝。

　　SN75LBC184：0℃～70℃

　　五.總結(jié)

　　通過(guò)以上對(duì)硬件的介紹，再配合適當(dāng)?shù)能浖鞠到y(tǒng)就可穩(wěn)定可靠的完成各傳感器的數(shù)據(jù)采集并實(shí)時(shí)發(fā)送給主CPU以實(shí)現(xiàn)對(duì)整各系統(tǒng)的控制。