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單片機(jī)與串行AD轉(zhuǎn)換器TLC0834的接口設(shè)計(jì)

時(shí)間：2023-02-20 23:43:26 電子通信論文我要投稿

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摘要：TLC0834是TI公司生產(chǎn)的八位逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有輸入可配置的多通道多路器和串行輸入方式。文中以AT89C51 CPU為核心，采用LTC0834八位串行A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)了一個(gè)可將模擬信號(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 TLC0834

單片機(jī)控制系統(tǒng)通常要用到Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換。根據(jù)輸出的信號(hào)格式，比較常用的Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換方式可分為并行Ａ／Ｄ和串行Ａ／Ｄ。并行方式一般在轉(zhuǎn)換后可直接接收，但芯片的引腳比較多；串行方式所用芯片引腳少，封裝小，在ＰＣＢ板上占用的空間也小，但需要軟件處理才能得到所需要的數(shù)據(jù)。

圖1 TLC0834的工作時(shí)序圖

１�。裕蹋茫埃福常春�(jiǎn)介

１．１ＴＬＣ０８３４的主要特點(diǎn)

ＴＬＣ０８３４是ＴＩ公司生產(chǎn)的８位逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器?具有輸入可配置的多通道多路器和串形輸入輸出方式。其多路器可由軟件配置為單端或差分輸入，也可以配置為偽差分輸入。另外，其輸入基準(zhǔn)電壓大小可以調(diào)整。在全８位分辨率下，它允許任意小的模擬電壓編碼間隔。由于ＴＬＣ０８３４采用的是串行輸入結(jié)構(gòu)，因此封裝體積小，可節(jié)省５１系列單片機(jī)Ｉ／Ｏ資源，價(jià)格也較適中。其主要特點(diǎn)如下：

● ８位分辨率；(范文先生網(wǎng)www.qkfawen.com收集整理)

● 易于和微處理器接口或獨(dú)立使用；

● 可滿(mǎn)量程工作；

● 可用地址邏輯多路器選通４輸入通道；

● 單５Ｖ供電，輸入范圍為０～５Ｖ；

● 輸入和輸出與ＴＴＬ、ＣＭＯＳ電平兼容；

● 時(shí)鐘頻率為２５０ｋＨｚ時(shí)，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為３２μｓ；

● 可以和美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的ＡＤＣ０８３４和ＡＤＣ０８３８進(jìn)行替換，但它內(nèi)部不帶齊納穩(wěn)壓器網(wǎng)絡(luò)；

● 總調(diào)整誤差為±１ＬＳＢ。

１．２工作特點(diǎn)

ＴＬＣ０８３４可通過(guò)和控制處理器相連的串行數(shù)據(jù)鏈路來(lái)傳送控制命令，因而?可用軟件對(duì)通道進(jìn)行選擇和輸入端進(jìn)行配置，其控制邏輯表如表１所列。

表1 TLC0834多路器的控制邏輯表

多路器地址通道號(hào) SGL/DIF ODD/EVEN SELECT BIT1

CH0 CH1 CH2 CH3

L
L
H
H L
H
L
H L
H
L
H     +    -
             +   -
    +    -
             -   + H
H
H
H L
L
H
H L
H
L
H     +
             +
         +
                 +

輸入配置可在多路器尋址時(shí)序中進(jìn)行。多路器地址可通過(guò)ＤＩ端移入轉(zhuǎn)換器。多路器地址選擇模擬輸入通道可決定輸入是單端輸入還是差分輸入。當(dāng)輸入是差分時(shí)，應(yīng)分配輸入通道的極性，并應(yīng)將差分輸入分配到相鄰的輸入通道對(duì)中。例如通道０和通道１可被選為一對(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)輸入端的任何一個(gè)都可以作為正極或負(fù)極。

通常ＴＬＣ０８３４在輸出以最高位（ＭＳＢ）開(kāi)頭的數(shù)據(jù)流后，會(huì)以最低位（ＬＳＢ）開(kāi)頭重輸出一遍（前面的數(shù)據(jù)流）。其工作時(shí)序如圖１所示。

１．３引腳功能

ＴＬＣ０８３４的引腳排列如圖２所示，其中ＣＨ０～ＣＨ３為模擬輸入端；ＣＳ為片選端；ＤＩ為串行數(shù)據(jù)輸入，該端僅在多路器尋址時(shí)（ＭＵＸＳｅｔｔｌｉｎｇＴｉｍｅ）才被檢測(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，該端為高電平時(shí)，表示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行，為低電平則表示轉(zhuǎn)換完成；ＲＥＦ為參考電壓輸入端；ＶＣＣ為電源；ＤＧＴＬＧＮＤ為數(shù)字地，ＡＮＧＬＧＮＤ為模擬地。

２　與單片機(jī)的接口電路設(shè)計(jì)

ＴＬＣ０８３４與８９Ｃ５１單片機(jī)的硬件接口電路的電路原理如圖３所示。圖中，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，可用于對(duì)模擬輸入進(jìn)行配置及輸出轉(zhuǎn)換所得的數(shù)據(jù)。在這里，模擬信號(hào)以單端方式輸入，參考電壓為５Ｖ，即Ａ／Ｄ模擬量的輸入范圍為０～５Ｖ。

３　單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)在工作時(shí)，單片機(jī)將通過(guò)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，以完成通道方式／通道數(shù)據(jù)的寫(xiě)入和轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀出。篇幅有限，現(xiàn)以通道０單端輸入模擬信號(hào)為例，給出Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換的程序：

ＣＬＲＰ１．６；清時(shí)鐘

ＣＬＲＰ１．５

ＳＥＴＢＰ１．７；置片選為高

ＣＬＲＰ１．７；置片選為低

ＳＥＴＢＰ１．５ ?１ＳｔａｒｔＢｉｔ

ＳＥＴＢＰ１．６

ＣＬＲＰ１．６

ＳＥＴＢＰ１．５ ?１

ＳＥＴＢＰ１．６

ＣＬＲＰ１．６

ＣＬＲＰ１．５ ?０

ＳＥＴＢＰ１．６