多通道高精度串行12位A

1、多通道高精度串行12位A/D轉(zhuǎn)換器摘 要：TLC2543是德州儀器公司生產(chǎn)的12位開關(guān)電容型逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它具有三個控制輸入端，采用簡單的3線SPI串行接口可方便地與微機進行連接，是12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的最佳選擇器件之一。本文介紹了該芯片的功能、時序，并給出了8051單片機的接口電路。關(guān)鍵詞：模數(shù)轉(zhuǎn)換器； SPI串行接口； TLC2543 1. 概述A/D、D/A轉(zhuǎn)換器是過程及儀器儀表、設(shè)備等檢測與控制裝置中應(yīng)用比較廣泛的器件。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，各種高精度、低功耗、可編程、低成本的A/D轉(zhuǎn)換器不斷推出，使得微機控制系統(tǒng)的電路更加簡潔，可靠性更高。TLC2543與外圍電路的連線簡

2、單，三個控制輸入端為CS(片選)、輸入/輸出時鐘(I/O CLOCK)以及串行數(shù)據(jù)輸入端(DATA INPUT)。片內(nèi)的14通道多路器可以選擇11個輸入中的任何一個或3個內(nèi)部自測試電壓中的一個，采樣保持是自動的，轉(zhuǎn)換結(jié)束，EOC輸出變高。TLC2543的主要特性如下：11個模擬輸入通道；66ksps的采樣速率；最大轉(zhuǎn)換時間為10s；SPI串行接口；線性度誤差最大為±1LSB；低供電電流(1mA典型值)；掉電模式電流為4A。 2. TLC2543引腳功能與接口時序2.1 TLC2543引腳排列TLC2543簡介 TLC2543的引腳排列如圖1所示。引腳功能說明如下：AIN0AIN10：

3、模擬輸入端，由內(nèi)部多路器選擇。對4.1MHz的I/O CLOCK，驅(qū)動源阻抗必須小于或等于50；CS：片選端，CS由高到低變化將復(fù)位內(nèi)部計數(shù)器，并控制和使能DATA OUT、DATA INPUT和I/O CLOCK。CS由低到高的變化將在一個設(shè)置時間內(nèi)禁止DATA INPUT和I/O CLOCK；DATA INPUT：串行數(shù)據(jù)輸入端，串行數(shù)據(jù)以MSB為前導(dǎo)并在I/O CLOCK的前4個上升沿移入4位地址，用來選擇下一個要轉(zhuǎn)換的模擬輸入信號或測試電壓，之后I/O CLOCK將余下的幾位依次輸入；DATA OUT：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果三態(tài)輸出端，在CS為高時，該引腳處于高阻狀態(tài)；當(dāng)CS為低時，該引腳由前

4、一次轉(zhuǎn)換結(jié)果的MSB值置成相應(yīng)的邏輯電平；EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束端。在最后的I/O CLOCK下降沿之后，EOC由高電平變?yōu)榈碗娖讲⒈３值睫D(zhuǎn)換完成及數(shù)據(jù)準(zhǔn)備傳輸； VCC、GND：電源正端、地；REF、REF：正、負基準(zhǔn)電壓端。通常REF接VCC，REF接GND。最大輸入電壓范圍取決于兩端電壓差；I/O CLOCK：時鐘輸入/輸出端。2.2 TLC2543的工作時序TLC2543每次轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳送使用16個時鐘周期，且在每次傳送周期之間插入CS的時序。時序如圖2所示。從時序圖可以看出，在TLC2543的CS變低時開始轉(zhuǎn)換和傳送過程，I/O CLOCK的前8個上升沿將8個輸入數(shù)據(jù)位鍵入輸入數(shù)據(jù)寄存器，

5、同時它將前一次轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)的其余11位移出DATA OUT端，在I/O CLOCK下降沿時數(shù)據(jù)變化。當(dāng)CS為高時， I/O CLOCK和DATA INPUT被禁止，DATA OUT為高阻態(tài)。3. TLC2543與80C31的連接 3.1 硬件接口TLC2543的I/O時鐘、數(shù)據(jù)輸入、片選信號由P1.0、P1.1、P1.3提供，轉(zhuǎn)換結(jié)果由P1.2口串行讀出。3.2 接口程序設(shè)通道/方式控制字存放在R4中，程序在讀出前一次轉(zhuǎn)換結(jié)果的同時，將該通道/方式控制字發(fā)送到TLC2543中去，轉(zhuǎn)換結(jié)果存放在相鄰地址的存儲器中。存儲器地址從30H45H，且高字節(jié)在前，低字節(jié)在后。 ORG 100HSTART：

6、MOV SP，50H；堆棧指針初始化 MOV P1，04H；P1口引腳初始化 CLR P1.0SETB P1.3ACALL TLC2543ACALL STOREJMP STARTTLC2543:MOV A，R4CLR P1.3JB ACC.1，LSB；如果A的位1為1，先做低字節(jié)MSB： MOV R5，08LOOP1： MOV C，P1.2；數(shù)據(jù)位讀入進位位RLC A MOV P1.1，C；輸出方式/通道位 SETB P1.0；產(chǎn)生I/O時鐘 CLR P1.0 DJNZ R5，LOOP1；輸入/輸出另一位 MOV R2，A；高字節(jié)送入R2 MOV A，R4 JB ACC.1，RETURNLSB： MOV R5，08LOOP2：MOV C， P1.2 RLC A MOV P1.1，C SETB P1.0 CLR P1.0 DJNZ R5，LOOP2 MOV R3，A MOV A，R4 JB ACC.1，MSBRETURN：RETSTORE：MOV A，R4 ANL A，0F0H SWAP A MOV B，02 MUL ABADD A，030HMOV R1，AMOV A，R2MOV R1，AINC R1MOV A，R3MOV R1，ARETEND以上程序用累加器和帶進位的左循環(huán)移位的指令來合成SPI功能，讀入轉(zhuǎn)換結(jié)果的第一個字節(jié)的第一位到進位(C)位。累加