1、沈陽單片機開發網幫您精確掌握電子器件的使用細節TLC2543 在儀器儀表中的應用摘 要：介紹 TI 公司的 TLC2543 的特性，與 51 系列單片機的接口以及在儀器儀表中的應用。：串行 A/D 應用1、引言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，因此在儀器儀表中有較為廣泛的應用。2、TLC2543 的特點（1）12 位分辯率 A/D 轉換器；（2）在工作溫度范圍內 10s 轉換時間；（3）11 個模擬輸入通道；（4）3 路內置自測試方式；（

2、5）采樣率為 66kbps；線性誤差1LSBmax；有轉換結束輸出 EOC；具有單、雙極性輸出；可編程的 MSB 或LSB 前導；可編程輸出數據長度。3、TLC2543 的引腳排列及說明TLC2543 有兩種封裝形式：DB、DW 或 N 封裝以及 FN 封裝，這兩種封裝的引腳排列如圖 1，引腳說明見表 1。圖 1TLC2543 的封裝表 1TLC2543 引腳說明1引腳號名稱I/O說明19,11,12AIN0AIN10I模擬量輸入端。11 路輸入信號由內部多路器選通。對于 4.1MHz 的 I/OCLOCK，驅動源阻抗必須小于或等于 50，而且用 60pF 電容來限制模擬輸入電壓的斜率15I片

3、選端。在 端由 低時，內部計數器復位。由低變高時，在設定時間內 DATAINPUT 和 I/O CLOCK17DATAINPUTI串行數據輸入端。由 4 位的串行地址輸入來選擇模擬量輸入通道16DATA OUTOA/D 轉換結果的三態串行輸出端。為高時處于高阻抗狀態，為低時處于激活狀態19EOCO轉換結束端。在最后的 I/OCLOCK 下降沿之后，EOC從變為低電平并保持到轉換完成和數據準沈陽單片機開發網幫您精確掌握電子器件的使用細節4、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。一個片選（）脈沖要插到每次轉換的開

4、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時序。的時一次2備傳輸為止10GND地。GND 是內部電路的地回路端。除另有說明外，所有電壓測量都相對 GND 而言18I/O CLOCKI輸入/輸出時鐘端。I/OCLOCK 接收串行輸入信號并完成以下四個功能：（1）在 I/O CLOCK 的前 8 個上升沿，8 位輸入數據存入輸入數據寄存器。（2）在 I/OCLOCK 的第 4 個下降沿，被選通的模擬輸入電壓開始向電容器充電，直到 I

5、/OCLOCK 的最后一個下降沿為止。（3）將前一次轉換數據的其余 11位輸出到 DATA OUT 端，在 I/OCLOCK 的下降沿時數據開始變化。（4）I/OCLOCK 的最后一個下降沿，將轉換的控制信號傳送到內部狀態控制位14REF+I正基準電壓端。基準電壓的正端（通常為 Vcc）被加到 REF+，最大的輸入電壓范圍由加于本端與 REF-端的電壓差決定13REF-I負基準電壓端。基準電壓的（通常為地）被加到 REF-20Vcc電源沈陽單片機開發網幫您精確掌握電子器件的使用細節圖 216 時鐘傳送時序圖（使用，MSB）圖 316 時鐘傳送時序圖（不使用，MSB）5、TLC2543 在智能儀

6、器儀表中的應用TLC2543 是 12 位分辯率，與 MAX186 在功能上基本相同，但價格比 MAX186 低得多，因此 TLC2543 在便攜式數據儀、醫用儀器、電力檢測儀表中具有廣泛的應用。下面主要講述 TLC2543 在電力顯示屏中的應用。在電廠和變電站中，電網中的電壓和電流由于多種原因常常處于波動狀態，為了給工作提供有效數據，并在超值范圍內采取有效措施，監測電網中電壓和電流值是非常必要的。該系統主要是采用 TLC2543 作 A/D 轉換器，把電壓和電流值轉換成數字信號，GMS90C32 作CPU，進行數字信號處理，PS7219 作LED 顯示驅動器，把監測的電壓和電流值顯示出來，本

7、文主要介紹 TLC2543 在電力兩部分。顯示屏中與單片機 GMS90C32 的接口部分，包括硬件和軟件圖 4TLC2543 和 GMS90C32 接口3沈陽單片機開發網幫您精確掌握電子器件的使用細節5.1 硬件GMS90C和 GMS97C系列是LGS 公司的 51 系列單片機，這類單片機都不帶 SPI 或相同的接口能力，為了和 TLC2543 模數轉換器接口，需要用軟件來模擬 SPI 的時序操作。圖 4 是TLC2543 和 GMS90C或 GMS97C的接口簡圖，TLC2543 的 I/O 時鐘、數據輸入、片選由并行雙向 I/O 口 1 的引腳 P1.0、P1.1、P1.3 提供。TLC2

8、543 的轉換結果數據通過口1 的P1.2 腳接收，通道選擇和方式數據通過口 3 輸入到微控制器。在設計制作時要注意如下三個問題：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 0.1F 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。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

9、使用開關電源，則開關電源要遠離模擬器件。電路板布線使用 TLC2543 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號線。下面布數字信5.2 軟件包括主程序和兩個子程序“SET1”、“SET2”。主程序定義口 1 的I/O 引腳方向：P1.2設置為輸入端，P1.0、P1.1 和P1.3 設置為輸出端。設定P1.3 使TLC2543 片選端為高，“SET1”被調用，這個子程序模擬 SPI 操作，在 TLC2543 和微控制器間交換數據。檢測最低位前導（LSBF）標志，即通道子程序“SET2”用于地址。數據

10、字節的位 1，以決定轉換結果的哪個字節最先傳送，相應于所選擇的特定通道的MSBYTE 和LSBYTE 到偶數或奇數的RAM程序如下：2000H MOVSP，#50H MOVP1，#04HCLRP1.0BEGIN：；設置堆棧指針；定義口 1 的輸入和輸出；清 I/O 時鐘SETBP1.3 MOVA，#0FFH ACALLSET1 ACALLSET2 JMPBEGIN MOVR4，P3 MOVA，R4 CLRP1.3 JBACC.1，LSBMOVR5，#08H；設置片選為高；調 SET1 子程序；調 SET2 子程序；轉到 BEGIN；讀方式/通道數據SET1：；設置片選為低；如果 A 的位 1

11、為 1，則先傳送低字節；設置高 4 位計數器MSB：4沈陽單片機開發網幫您精確掌握電子器件的使用細節LOP1：MOVC，P1.2 RLC A MOVP1.1，C SETBP1.0 CLR P1.0 DJNZR5，LOP1 MOVR2，A MOVA，R4JBACC.1，RETURN MOVR5，#08H MOVC，P1.2RLC A MOVP1.1，C SETBP1.0 CLRP1.0 DJNZR5，LOP2 MOVR3，A MOVA，R4 JBACC.1，MSB RET MOVA，R4 ANLA，#0F0H SWAPA MOVB，#02H MULA，B ADDA，#030H MOVR1，A MOVA，R2 MOVR1，A INC R1 MOVA，R3 MOVR1，A RETEND；讀轉換結果；A 寄存器的內容；輸出方式/通道字節；設置 I/O 時鐘為高；設置 I/O 時鐘為低；不為 0 則返回 LOP1；把高字節放到 R2；把方式/通道控制字放到 R2LSB：LOP2：；設置低字節計數器；讀轉換數據到 C；A 的內容到 C；輸出方式/通道字節；設置時鐘為高；設置時鐘為低；R5 不為 0，則返回 LOP2；