單片機(jī)與串行AD轉(zhuǎn)換器TLC0834接口的設(shè)計(jì).doc

單片機(jī)與串行AD轉(zhuǎn)換器TLC0834接口的設(shè)計(jì)Design of the interface between MCU and Serial A/D Converter TLC0834無錫市99信箱25分箱（214061） 項(xiàng)四平摘要 以89C51為CPU，采用了八位串行A/D轉(zhuǎn)換器，設(shè)計(jì)了一個(gè)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的電路。關(guān)鍵詞 單片機(jī) A/D 轉(zhuǎn)換器在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，常要用到模擬信號(hào)/數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，比較常用的A/D根據(jù)輸出的信號(hào)格式可分為并行A/D和串行A/D。并行的一般轉(zhuǎn)換后可直接接收，但芯片的引腳比較多；串行的要軟件上處理后組成需要的數(shù)據(jù)，芯片引腳少，封裝小，在PCB板上占用的空間也小。1器件介紹TLC0834是TI公司的8位逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器,有可輸入配置的多通道多路器和串形輸入輸出方式。其多路器可用軟件配置為單端或差分輸入，也可以配置為偽差分輸入。差分的模擬電壓輸入可以共模抑制和使模擬輸入電壓偏移值為零。另外，輸入基準(zhǔn)電壓可以調(diào)整大小，在全8位分辨率下允許任意小的模擬電壓編碼間隔. 由于是串行輸入結(jié)構(gòu)，封裝小，又能夠節(jié)省51系列單片機(jī)I/O資源，且價(jià)格適中。其特點(diǎn)有：(1) 8位分辨率(2) 易于和微處理器接口或獨(dú)立使用(3) 滿比例尺工作或用5V基準(zhǔn)電壓(4) 用地址邏輯多路器選通的4輸入通道(5) 單5V供電，輸入范圍0-5V(6) 輸入和輸出與TTL和CMOS兼容(7) 在Fclock=250KHz時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間為32s(8) 可以和國家半導(dǎo)體公司的ADC0834和ADC0838功能替換，但不帶內(nèi)部齊納穩(wěn)壓器網(wǎng)絡(luò)(9) 總非調(diào)整誤差1LSB通過和控制處理器相連的串行數(shù)據(jù)鏈路傳送控制命令，用軟件對(duì)通道選擇和輸入端進(jìn)行配置，控制邏輯表如圖1所示。 圖1輸入配置在多路器尋址時(shí)序中進(jìn)行。多路器地址通過DI端移入轉(zhuǎn)換器。多路器地址選擇模擬輸入通道，也決定輸入是單端輸入還是差分輸入。當(dāng)輸入是差分的，要分配輸入通道的極性。差分輸入分配到相鄰的輸入通道對(duì)。例如通道0和通道1可被選做一對(duì)差分輸入。另外在選擇差分輸入方式時(shí)，極性也可以選擇。一對(duì)輸入通道的兩個(gè)輸入端的任一個(gè)都可以作為正或負(fù)極。 圖2TLC0834在輸出以最高位（MSB）開頭的數(shù)據(jù)流后，又以最低位（LSB）開頭重輸出一遍（前面的數(shù)據(jù)流），工作時(shí)序如圖2所示。其引腳如圖3所示，CH0CH3為模擬輸入端； 為片選端；DI 為串行數(shù)據(jù)輸入，僅在多路器尋址時(shí)（MUX Settling Time）被檢測(cè)；DO為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的三態(tài)串行輸出端；CLK為時(shí)鐘；SARS為轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出端，為高電平表示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行，轉(zhuǎn)換完成則變?yōu)榈碗娖剑籖EF為參考電壓輸入端；VCC為電源；DGTL GND為數(shù)字地，ANGL GND為模擬地。 圖3 TLC0834引腳2硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路原理如圖4所示，單片機(jī)的P1.7接TLC0834的片選信號(hào)， P1.6用于產(chǎn)生A/D轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘， P1.5為一個(gè)雙向I/O口位，用于對(duì)模擬輸入進(jìn)行配置及輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。在這里模擬信號(hào)以單端輸入，參考電壓為5V，即A/D模擬量輸入范圍為0-5V。圖4 TLC0834與89C51的接口電路3單片機(jī)軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)通過編程產(chǎn)生串行時(shí)鐘，并按時(shí)序發(fā)送與接收數(shù)據(jù)位，完成通道方式/通道數(shù)據(jù)的寫入和轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀出，篇幅有限，以通道0單端輸入模擬信號(hào)為例，對(duì)其進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換的程序如下： CLR P1.6 ；清時(shí)鐘 CLR P1.5 SETB P1.7 ；置片選為高 CLR P1.7 ；置片選為低 SETB P1.5 ;1 Start Bit SETB P1.6 CLR P1.6 SETB P1.5 ;1 SETB P1.6 CLR P1.6 CLR P1.5 ;0 SETB P1.6 CLR P1.6 CLR P1.5 ;0 CH0 SETB P1.6 CLR P1.6 ;通道0，單端輸入 SETB P1.6 CLR P1.6 SETB P1.5 ;P1.5由輸出狀態(tài)改為輸入狀態(tài) LCALL ADCONV . . .ADCONV： MOV R0,#08HADLOP0： MOV C,P1.5 ；讀轉(zhuǎn)換結(jié)果 RLC A ；累加器A左移，將結(jié)果逐位移入A中 STEB P1.6 CLR P1.6 DJNZ R0,ADLOP0 MOV R0,#07H ADLOP1： SETB P1.6 CLR P1.6 DJNZ R0,ADLOP1 SETB P1.6 CLR P1.6 SETB P1.6 CLR P1.6 SETB P1.7 ；置片選信號(hào)為高，結(jié)束一次轉(zhuǎn)換 RET 轉(zhuǎn)換的結(jié)果經(jīng)換算，變?yōu)槭M(jìn)制數(shù)作顯示用，如在精度要求高的場(chǎng)合，可以選用比需要的位數(shù)更多的串行A/D取高位數(shù)據(jù)。該部分程序就不在介紹。 4結(jié)論本文給出