DS80C320在高速數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯DS80C320在高速數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用-基礎(chǔ)電子普通的51單片機(jī)工作在12MHz時(shí)，指令周期為1μs，而訪問外部空間需要2μs，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集時(shí)速度不會(huì)達(dá)到500ksps。DALLAS的DS80C320與80C32兼容，但速度更快，工作在12MHz時(shí)指令周期為1/3μs，而且它的工作頻率可達(dá)到33MHz，可用于高速數(shù)據(jù)采集。

1DS80C320的相關(guān)寄存器

DS80C320內(nèi)部增加了一些特殊功能寄存器，其中有一個(gè)影響著外部數(shù)據(jù)訪問速度：CKCON（8EH）。它的低三位（MD2、MD1、MD0）決定著訪問外部數(shù)據(jù)消耗的時(shí)鐘數(shù)及選通信號(hào)的寬度，它們的關(guān)系如表1所列。

CKCON（8EH）bit7bit6bit5bit4bit3bit2bit1bit0WD1WD0T2MT1MT0MMD2MD1MD0

表1

MD2MD1MD0指令周期/個(gè)選通信號(hào)時(shí)鐘數(shù)/個(gè)選通信號(hào)脈寬/ns000228000134160010483200115124801006166401017208001108249601119281120

DS80C320外部數(shù)據(jù)訪問（MO）指令默認(rèn)為3個(gè)指令周期，即上電復(fù)位時(shí)MD0為1，改變MD2-0的值可以改變?cè)L問速度，MD2-0不是直接尋址位，需要對(duì)字節(jié)（CKCON）進(jìn)行操作。另外，DS80C320有兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，通過DPS寄存器的位來選擇，進(jìn)行數(shù)據(jù)埠移動(dòng)時(shí)很方便。默認(rèn)的數(shù)據(jù)批獎(jiǎng)勤罰懶為DPTR（82H，83H）。200)this.width=200"vspace=10border=0>2高速采集應(yīng)用實(shí)例

圖1所示電路采樣速度可達(dá)到1Msps，可以以速度連續(xù)采集256個(gè)數(shù)據(jù)。采集的數(shù)據(jù)放入雙口RAM，低速總線可以從雙口RAM另一端讀出數(shù)據(jù)，因?yàn)殡p口RAM的兩個(gè)端口可獨(dú)立操作，故高、低速總線互不影響（這里只談高速總線的工作情況，故圖中沒有畫出低速部分的電路）。在高速應(yīng)用時(shí)，器件的選擇很重要。單片機(jī)為DS80C320，工作溫度范圍為-40～85℃；時(shí)鐘選用24MHz晶振；A/D器件采用AD7822，精度為8位，轉(zhuǎn)換時(shí)間為420ns；地址鎖存為74F373，D到Q端延時(shí)為8ns（74HCT373為44ns）；程序存儲(chǔ)器為W29C020-90，取數(shù)時(shí)間為90ns；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為256字節(jié)的雙端口RAMDS1609（35ns）。此電路的連線也有些特別；ADC的啟動(dòng)信號(hào)與單片機(jī)的寫信號(hào)相連，即單機(jī)同執(zhí)行寫操作就開始A/D轉(zhuǎn)換，同時(shí)把上次轉(zhuǎn)換的結(jié)果寫入雙口RAM；AD7822的CS端直接接地，免去選通信號(hào)（這種用法在AD7822數(shù)據(jù)手冊(cè)里有介紹）；AD7822的Vmid連接到Vref(2.5V)上，此時(shí)輸入電壓范圍為1.25～3.75V，改變它們的連法可以改變輸入電壓范圍；AD7822的EOC懸空，即不檢查忙標(biāo)志，嚴(yán)格控制時(shí)序即可。從時(shí)序上可以看到：從啟動(dòng)信號(hào)（WR）到讀數(shù)據(jù)（RD）要至少13個(gè)振蕩周期，對(duì)24MHz來說就是520ns，這比AD7822的轉(zhuǎn)換時(shí)間要長，因此可以得到有效的數(shù)據(jù)。

A/D轉(zhuǎn)換過程是一個(gè)循環(huán)過程。首先，執(zhí)行一條寫指令，WR信號(hào)觸發(fā)了A/D轉(zhuǎn)換的開始。然后，用兩條NOP指令進(jìn)行延時(shí)，進(jìn)入循環(huán)體后，先讀取上次轉(zhuǎn)換的結(jié)果，接著保存數(shù)據(jù)；同時(shí)，也啟動(dòng)下轉(zhuǎn)換。接下來的循環(huán)控制指令，用來計(jì)數(shù)，同時(shí)改變目的地址，使采集要到的數(shù)據(jù)從高到低依次放大RAM的256個(gè)單元里。采集過程的子程序如下：ADC：MOVDPTR，#0100H

MO@DPTR，A；開始轉(zhuǎn)換

NOP

NOP

LOOP：MOA，@DPTR；讀數(shù)據(jù)

MO@DPTR，A；保存數(shù)據(jù)，開始下轉(zhuǎn)換

DJNZDPL，LOOP；數(shù)據(jù)指針遞減、循環(huán)

RET200)this.width=200"border=0>

若MO指令時(shí)間為2個(gè)周期，則以上循環(huán)周期剛好6個(gè)指令周期（24個(gè)振蕩周期），為1μs，即可達(dá)到1Msps的采集速度。DS80C320的MO指令時(shí)間默認(rèn)值為3個(gè)周期，要改變MD