1.1TLC2543串行A/D转换器
模块采用TI公司的TLC254312位串行A/D转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程。由于是串行输入结构，能够节省51系列单片机I/O资源，且价格适中。其特点有：
（1）12位分辨率A/D转换器；
（2）在工作温度范围内10μs转换时间；
（3）11个模拟输入通道；
（4）3路内置自测试方式；
（5）采样率为66kbps；
（6）线性误差 1LSB（max）
（7）有转换结束（EOC）输出；
（8）具有单、双极性输出；
（9）可编程的MSB或LSB前导；
（10）可编程的输出数据长度。
TLC2543的引脚排列如图1所示。图1中AIN0～AIN10为模拟输入端；为片选端；DIN为串行数据输入端；DOUT为A/D转换结果的三态串行输出端；EOC为转换结束端；CLK为I/O时钟；REF 为正基准电压端；REF-为负基准电压端；VCC为电源；GND为地。
1.2GMS97C2051单片机
GMS97C2051是武汉力源公司和韩国LG公司联合推出的一种性能价格比极高的8位单片机，其指令系统与MCS-51系列完全兼容。GMS97C2051与AT89C2051兼容（可直接替换），但其性能价格比优于AT89C2051。引脚排列如图2所示。
1.3电平转换器MAX3232
MAX3232为RS-232收发器，简单易用，单 5V电源供电，仅需外接几个电容即可完成从TTL电平到RS-232电平的转换，引脚排列如图3所示。
2、硬件设计
硬件电路如图4所示。
单片机GMS97C2051是整个系统的核心，TLC2543对输入的模拟信号进行采集，转换结果由单片机通过P3.5（9脚）接收，AD芯片的通道选择和方式数据通过P3.4（8脚）输入到其内部的一个8位地址和控制寄存器，单片机采集的数据通过串口（3、2脚）经MAX3232转换成RS232电平向上位机传输。图中串行LCD显示电路仅用于调试，对采集/传输的数据进行监测。
3、单片机软件设计
单片机程序主要包括串行数据采集模块“DATA_SAM”和串行数据传输模块“RS232”，调试所用到的显示子程序在此略去。
TLC2543的通道选择和方式数据为8位，其功能为：D7、D6、D5和D4用来选择要求转换的通道，D7D6D5D4=0000时选择0通道，D7D6D5D4=0001时选择1通道，依次类推；D3和D2用来选择输出数据长度，本程序选择输出数据长度为12位，即D3D2=00或D3D2=10；D1，D0选择输入数据的导前位，D1D0=00选择高位导前。
TLC2543在每次I/O周期读取的数据都是上次转换的结果，当前的转换结果在下一个I/O周期中被串行移出。第一次读数由于内部调整，读取的转换结果可能不准确，应丢弃。
数据采集程序如下：
DATA_SAM:
MOVR0,#30H；数据缓冲区首地址30H→R0
MOVR1,#00000000B；0通道方式/通道数据
ACALLRD_AD；第一次读取的转换结果可能不准确,丢弃。
MOVR1,#00010000B；1通道方式/通道数据
ACALLRD_AD；送1通道方式/通道数据并读第0通道转换结果
MOV@R0,R2；转换结果存放到数据缓冲区,下同
INCR0
MOV@R0,R3
INCR0
MOVR1,#00100000B；2通道方式/通道数据
ACALLRD_AD；送2通道方式/通道数据并读第1通道转换结果
MOV@R0,R2
INCR0
MOV@RO,R3
INCR0
…………；其它通道操作方式类推
RET
单片机通过编程产生串行时钟，并按时序发送与接收数据位，完成通道方式/通道数据的写入和转换结果的读出，程序如下，供数据采集模块“DATA_SAM”调用。
CLKEQUP3.3
DINEQUP3.4
DOUTEQUP3.5
CSEQUP3.7
RD_AD:
CLRCLK；清I/O时钟
SETBCS；设置片选为高
CLRCS；设置片选为低
MOVR4,#08；先读高8位
MOVA,R1；把方式/通道控制字放到A
LOP1:
MOVC,DOUT；读转换结果
RLCA；A寄存器左移，移入结果数据位，移出方式/通道控制位
MOVDIN,C；输出方式/通道位
SETBCLK；设置I/O时钟为高
CLRCLK；清I/O时钟
DJNZR4,LOP1；R4不为0，则返回LOP1
MOVR2,A；转换结果的高8位放到R2中
MOVA,#00H；复位A寄存器
MOVR4,#04；再读低4位
LOP2:
MOVC,DOUT；读转换结果
RLCA；A寄存器左移，移入结果数据位
SETBCLK；设置I/O时钟为高
CLRCLK；清I/O时钟
DJNZR4,LOP2；R4不为0，则返回LOP2
MOVR3,A；转换结果的低4位放到R3中
SETBCS；设置片选为高
RET
串行数据传输模块包括串行口初始化子程序和数据传输子程序，各子程序分别如下。其中数据传输采用查询方式，也可以方便地改为中断方式。
INIT_COM:
MOVSCON,#50H；串口方式1工作，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验
MOVPCON,#80H；SMOD=1，波特率增倍
MOVTMOD,#20H；波特率设置，fOSC=12MHz，波特率=2*2400，N=0F3H
MOVTH1,#0F3H
MOVTL1,#0F3H
SETBTR1；启动定时器T1
RET
RS232:
MOVR0,#30H；缓冲区首地址30H→R0
MOVR5,#22；发送数据长度→R5，11*2=22
LOOP:
MOVA,@R0；取数据→A
MOVSBUF,A；数据→SBUF
WAIT:
JBCTI,CONT；判断发送中断标志，是1则转到CONT，并清TI
SJMPWAIT
CONT:
INCR0
DJNZR5,LOOP
RET
4、上位机串口接收程序设计
上位机接收数据所用C语言程序包括初始化子程序和接收子程序。各子程序分别如下：
voidinit_com1(void)
{
outportb(0x3fb,0x80);
outportb(0x3f8,0x18);
outportb(0x3f9,0x00);
outportb(0x3fb,0x03);
outportb(0x3fc,0x03);
outportb(0x3f9,0x00);
}
voidreceive_data(void)
{
while(!kbhit())
{
while(!(inportb(0x3fd)&
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