在单片机应用系统中，有时需要采集大量的开关信号，由于信号多且接入方式不同，使得电路较复杂，占用了单片机大量资源，数据采集软件的开发量也较大。笔者用纯数字电路设计了一个特别适合于远程大数据量采集的电路（最大可采集１０２４个开关量，附图所示电路可采集１９２个开关量）。
电路由双二进制加法计数器ＣＤ４５２０、译码器７４ＬＳ１３８、缓冲驱动器７４ＬＳ２４４等组成。ＮＥ５５５产生的脉冲加到计数器Ｄ１的ＣＰ１端，由于Ｄ１的Ｑ４同时也接Ｄ１的ＥＮ２，所以Ｄ１的双计数器构成级联计数电路，其输出Ｑ２～Ｑ７作为开关输入量的地址送Ｄ５的输入端。Ｑ１作为片选信号接Ｄ５，Ｑ５～Ｑ７接Ｄ２输入端，为Ｄ３、Ｄ４等译码器提供片选信号，而Ｑ２～Ｑ４接Ｄ３、Ｄ４等译码器的输入端，译码器的输出作为Ｄ７、Ｄ８等的片选信号。Ｄ７、Ｄ８等的输入接采样的开关信号（图中开关接通表示输入为低位），其输出接Ｄ６输入端。当Ｄ６片选有效时（Ｑ１为低电位），输出的数据地址线上为开关量信号。当Ｄ５片选有效时（Ｑ１为高电位）输出的数据地址线上为开关量信号的地址。８条数据地址线可直接接单片机Ｐ１口或通过７４ＬＳ２４５接单片机总线，１条数据地址选择线也可直接接单片机Ｐ２或Ｐ３口。
电路工作原理由于Ｄ１计数器清零端（ｃｒ１、ｃｒ２）在通电的瞬间为高电位，计数器被清零，其输出Ｑ７～Ｑ１为０００００００，使Ｄ２（Ｙ０为高位）选中Ｄ３，Ｄ３（Ｙ０为高位）选中Ｄ７，同时使数据地址选择线为高电位而选中Ｄ６。这样第１组８路开关量信号通过Ｄ７、Ｄ６加到数据地址线上。当第一个脉冲加到计数器Ｄ１时，其输出Ｑ７～Ｑ１为００００００１，Ｄ２、Ｄ３、Ｄ７状态不变，而由于Ｑ１为高位使数据地址选择线为低位，同时Ｑ１为高位选中Ｄ５，Ｑ７～Ｑ２使Ｄ５的Ａ１～Ａ６为００００００，而Ｄ５由于其Ａ７、Ａ８接地，此时数据地址线上为第１组８路开关量输入信号的地址００００００００。同理第二个脉冲使第２组８路开关量输入信号通过Ｄ８、Ｄ６加到数据地址线上。第三个脉冲使数据地址线上的信号变为第２组８路开关量输入信号的地址０００００００１。当Ｑ７～Ｑ１为０１１００００时，Ｄ２使Ｄ１清零，又从头开始循环采样。因此单片机的采集程序较简单，判断数据地址选择线为高时，读入的为开关状态，数据地址选择线为低时，读入的为对应开关的地址（编号）。
图中还有１片１３８译码器和２２片２４４缓冲驱动器没有画出，如果要进行远程数据传输还需在数据地址线上加驱动。该电路也可作为可编程序控制器或工控计算机的开关数据采集电路用。
（转自中电网）
