1、重金買的一篇好資料1 引言實驗和工程實際中我們要進行大量的數據處理。運用單片機采集系統能很好的解決這些問題。基本的采集系統一般由MCU,A/D,PC構成 , MCU 是整個系統的核心 ,A/D 是數據的源頭 ,PC 是數據的歸宿地。 A/D 轉換器的選擇直接關系到采集精度是否理想。現在TLC2543這款 A/D 轉換器運用很廣泛。 TLC2543是 TI 公司的 12 位串行模數轉換器 , 使用開關電容逐次 逼近技術完成 A/D 轉換過程。由于是串行輸入結構 , 能夠節省 51 系列單片機 I/O 資源 ; 且價格適中, 分辨率較高。2 TLC2543的引腳排列及說明(1) TLC2543 的

2、封裝形式TLC2543的封裝形式 :DB、DW或 N封裝以及 FN封裝 , 這兩種封裝的引腳的排列及說明見圖 1。(2) TLC2543 的簡要工作過程TLC2543的工作過程分為兩個周期:I/O周期和轉換周期。a) I/O周期I/O 周期由外部提供的I/O CLOCK定義 , 延續 8、12 或 16 個時鐘周期 , 決定于選定的輸出數據長度。器件進入I/O 周期后同時進行兩種操作。l 在 I/O CLOCK的前 8 個脈沖的上升沿 , 以 MSB前導方式從 DATA INPUT 端輸入 8 位數據流到輸入寄存器。其中前 4 位為模擬通道地址 , 控制 14 通道模擬多路器從 11 個模擬輸

3、入和三個內部測電壓中選通一路送到采樣保持電路 , 該電路從第 4 個 I/O CLOCK脈沖的下降沿開始對所選信號進行采樣 , 直到最后一個 I/O CLOCK脈沖的下降沿。 I/O 周期的時鐘脈沖個數與輸出數據長度 ( 位數 ) 同時由輸入數據的 D3、D2 位選擇為 8、12 或 16。當工作于 12 或 16 位時 , 在前 8 個時鐘脈沖之后 ,DATA INPUT無效。l 在 DATA OUT端串行輸出 8、12 或 16 位數據。當 CS保持為低時 , 第一個數據出現在 EOC的上升沿。若轉換由 CS控制 , 則第一個輸出數據發生在 CS的下降沿。這個數據串是前一次轉換的結果 ,

4、在第一個輸出數據位之后的每個后續位均由后續的 I/O 時鐘下降沿輸出。b) 轉換周期在 I/O 周期的最后一個 I/O CLOCK下降沿之后 ,EOC變低 , 采樣值保持不變 ,轉換周期開始 , 片內轉換器對采樣值進行逐次逼近式A/D 轉換 , 其工作由與 I/O CLOCK同步的內部時鐘控制。轉換完成后 EOC變高 , 轉換結果鎖存在輸出數據寄存器中 , 待下一個 I/O 周期輸出。 I/O 周期和轉換周期交替進行 , 從而可減小外部的數字噪聲對轉換精度的影響。3 接口時序可以用四種傳輸方法使TLC2543得到全 12 位分辯率 , 每次轉換和數據傳遞可以使用12 或 16 個時鐘周期。一個

5、片選 (CS)脈沖要插到每次轉換的開始處, 或是在轉換時序的開始處變化一次后保持為低, 直到時序結束。圖 2 顯示每次轉換和數據傳遞使用16 個時鐘周期和在每次傳遞周期之間插入的時序 , 圖 3 顯示每次轉換和數據傳遞使用16 個時鐘周期 , 僅在每次轉換序列開始處插入一次時序。4 硬、軟件設計4.1硬件設計MAX3232為 RS-232收發器 , 簡單易用 , 單+5V電源供電 , 僅需外接幾個電容即可完成從 TTL 電平到 RS-232 電平的轉換 ;AT89C52 為 51 系列的芯片 , 使用方便可靠。引腳排列如圖 4、圖 5 所示。硬件電路原理圖如下圖6 所示:在設計制作時要注意如下

6、3個問題:(1) 電源去耦當使用 TLC2543這種 12 位 A/D 器件時 , 每個模擬 IC 的電源端必須用一個 0.1 F的陶瓷電容連接到地 , 用作去耦電容。在噪聲影響較大的環境中 , 建議每個電源和陶瓷電容端并一個10F的鉭電容 ,這樣能夠減小噪聲的影響。(2) 接地對模擬器件和數字器件, 電源的地線回路必須分開, 以防止數字部分的噪聲電流通過模擬地回路引入, 產生噪聲電壓 , 從而對模擬信號產生干擾。所有的地線回路都有一定的阻抗, 因此地線要盡可能寬或用地線平面 , 以減小阻抗 , 連線應當盡可能短 , 如果使用開關電源 , 則開關電源要遠離模擬器件。(3) 電路板布線使用 TL

7、C2543時一定要注意電路板的布線 , 電路板的布線要確保數字信號和模擬信號隔開 , 模擬線和數字線特別是時鐘信號線不能互相平行 , 也不能在 TLC2543芯片下面布數字信號線。4.2 軟件編程單片機程序主要包括串行數據采集模塊“DATA_AD”和串行數據傳輸模塊“ RS232”, 調試所用到的顯示子程序在此略去。TLC2543的通道選擇和方式數據為8 位, 其功能為 :D7、D6、D5 和D4用來選擇要求轉換的通道,D7D6D5D4=0000時選擇 0 通道,D7D6D5D4=0001時選擇 1 通道 , 依次類推 ;D3 和 D2用來選擇輸出數據長度 , 本程序選擇輸出數據長度為12 位

8、, 即 D3D2=00或D3D2=10;D1,D0選擇輸入數據的導前位 ,D1D0=00選擇高位導前。TLC2543在每次 I/O 周期讀取的數據都是上次轉換的結果, 當前的轉換結果在下一個I/O 周期中被串行移出。第一次讀數由于內部調整 , 讀取的轉換結果可能不準確, 應丟棄。( 這里只給出 A/D程序 )file:/TLC2543/ A/D 轉換用程序用 #define uchar unsigned char #define uint unsigned intC51編寫。file:/=AD/采樣模塊=/sbit CLOCK =P11;sbit D_IN=P12;sbit D_OUT =P1

9、3;sbit _CS=P14;uint read2543(uchar port) file:/從/TLC2543 讀取采樣值,file:/形/ 參 port 是采樣的通道號uint data ad;uint data i;uchar data al=0,ah=0;CLOCK=0;_CS=0;for(i=0;i<8;i+) file:/前/8個CLOCKD_IN=(bit)(port&0x80);if(i<4)if (D_OUT) ah =0x01;ah<<=1;elseif(D_OUT) al =0x01;al<<=1;port<<=1;CLOCK=0;CLOCK=1;for (i=0;i<4;i+) file:/填/充4 個CLOCKif(D_OUT) al =0x01;al<<