摘 要：在电力系统信号的测量中，常需对多路信号进行同步采集，而基于常规采样芯片的数据采集模块通常存在系统复杂、体积大、非完全同步采样等不足。MAXIM公司推出的MAX155是一种高速、8位8输入通道的同步采样A/D转换器，非常适合电力系统信号同步测量的要求。详细介绍了基于MAX155 A/D转换器和AT89S51单片机的同步数据系统的硬件和软件的设计方法。实验结果表明该系统不仅采样精度高，而且能实现完全同步采样。
关键词：MAX155；多通道同步数据采集；电力系统；AT89S51MAX155based Synchronous Data Collecting System MO Shaoqing，WEI Weixing，MA Mingxiao(ElectroNIc & Communication Engineering College, Guangxi Univer sity for Nationalities, Nanning,530006,China) Abstract：Usually it is necessary to simultaneously sample se veral channel signals in power system, but the data sample module based on norma l A/D converter is complex, big and cannot realize complete simultaneously sampl ing MAX155 of MAXIM is a high speed, 8 bit, 8 channel simultaneously sampling A/D converter, which is fit for the power system measure′s demand This paper introduces a hardware & software design method for a synchronous data collectin g system which based on MAX155 and AT89S51 Test result proves that this system not only has high sampling precision, but also can realize absolute simultaneou sly sampling
Keywords：MAX155； multichannel synchronous data collecting; power system; AT89S511引言
现代工业自动化技术的不断发展，要求电力系统必须安全稳定地运行，因此需要对电网的电 流、电压、频率、功率等电气量进行实时检测，这不仅要检测每一相电流/电压的大小，而且还需知道各相电流/电压间的相位关系。要实现这一目标，就必须采用多通道的同步数据采集装置。目前多通道同步数据采集装置通常是由多组采样保持单元（T/H）、1个多路转换开关（MUL）和1个带输出锁存模数转换器（A/D）组成。典型电路如图1所示。
此类电路使用的元器件多，存在占用面积大、可靠性差、成本高等不足。利用MAXIM公司提 供的MAX155制作多通道同步数据采集装置，可使装置精简、可靠，克服了上述的不足。 2MAX155芯片
MAX155是一高速、多通道的8位A/D转换器，有8个模拟量输入通道，在其内部每一模拟量输 入通道各有一采样保持器，这8个采样保持器能实现同步启动采样，其内部结构如图2所示。 MAX155的主要性能特点有：
(1) 最高输入频率为5 MHz，此时每通道的转换时间为3.6 μs。
(2) 单极性或双极性输入。
(3) 单端输入或差动输入。
(4) +2.5 V内部参考电压。
(5) 单极性+5 V或双极性±5 V工作电源。
在使用中MAX155有2种工作方式可选：开放电路工作方式（open circuit mode）和硬接线 工作方式（hardwire mode）。前者通过配置寄存器（configuration register）的设置使得MAX155工作灵活，但编程复杂；后者是通过外部引脚的接线来实现不同的工作状态，编程简单易学，对多通道的同步数据采集而言，后者比前者方便、简单。由于本系统需要同步采集6通道的数据，因此选择MAX155的硬接线工作方式。在硬接线工作方式下，模拟量输入的设置主要通过MODE和Vss两个引脚的接线来实现：
当MODE=0时，为8通道单端输入；
MODE=1时，为4通道双端差动输入。
当Vss接AGND时，为单极性输入；
Vss接-5 V时，为双极性输入。
启动MAX155：给WR引脚一个低电平，MAX155就同时对8个通道进行采样和保持，并依次对0~7个通道进行转换，在这个过程中，MAX155的引脚BUSY为低电平并一直保持到转换结束。
读取转换结果：在变为高电平后方能读取结果，给引脚8个低电平，就依次从MAX155内部RAM中按顺序读出0~7通道的转换结果。 3MAX155与单片机的接口电路与编程
MAX155与单片机AT89S51的接口电路如图3所示。MODE接地，Vss接-5 V，即MAX155选择8通道单端双极性输入的信号，电网的三相电流、电压经前置处理后直接输入到MAX155的AIN0~AIN 5，转换结果的输出端D0~D7直接接到AT89S1的P0口，，和分别接到P1.1~P1.3。
基于接口电路可给出采样子程序如下：
4实验结果
研制的多功能电量变送器采用上述电路作为采样模块，利用信号发生器产生的正弦信号y1=2.5 sin(100πt)，y2=2.5 sin(100πt+π/3)作为两通道输入数据，每周期采样12点，得到的实验结果如表1所示（一周期的采样结果）。表中的数据表明采样精度相当高（只有最后1位不稳定），而且量通道的采样完全同步(两通道相差两个采样点的值相等，如通道1的第3采样点=通道2的第1采样点，这正好是两者的相位差)。 5结语
综上所述，MAX155非常适用于多通道的同步数据采集，其硬件和软件实现都相当简单，而且测量精度高，能完全实现同步采样,有相当高的实用价值。 参考文献 ［1］孙涵芳，徐爱卿.MCS51/96系列单片机原理及应用［M］.北京：北京航天航空大学出版社，2000.
［2］MAXIM Data Sheet of MAX155. 2002，6.
