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緊急電話系統(tǒng)是高速公路交通通信設(shè)備配套設(shè)施之一，由路側(cè)分機(jī)和監(jiān)控中心控制設(shè)備構(gòu)成。路側(cè)分機(jī)需要對供電、充電電壓進(jìn)行周期性的數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過A／D轉(zhuǎn)換器，將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號定期的傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。 A／D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器，根據(jù)輸出的信號格式，可分為并行A／D和串行A／D。并行方式一般在轉(zhuǎn)換后可直接讀取數(shù)據(jù)，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，但需要通過軟件處理才能得到所需要的數(shù)據(jù)。 TLC0838簡介 TLc0838的主要特點 TLC0838是美國德州儀器公司生產(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。這些接口在與微控制器連接時可以配置成移位寄存器，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。存全8位分辨率下，它允許任意小的模擬電壓編碼間隔。由于TLc0838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，價格也較適中。其種類有商業(yè)級別，工作環(huán)境為0℃～+70℃，_T業(yè)級別，工作環(huán)境為－40℃～+85℃。更高的可達(dá)－40℃～+125℃。在實際運(yùn)用中我們選用的是TL0838I型號，滿足了實際需要。TLc0838主要特點如下： (1)8位分辨率； (2)易于和微處理器接口或獨立使用； (3)可滿量程工作； (4)可用地址邏輯多路器選通8輸入通道； (5)單5V供電，范圍為0～5V： (6)輸入和輸出與TTL、CMOS電平兼容； (7)時鐘頻率為250kHz時，其轉(zhuǎn)換時間為32μs； (8)總調(diào)整誤差為±1LSB。 工作特點 TLC0838可通過和微控制器相連的串行數(shù)據(jù)鏈路來傳送控制命令，在使用前需要對通道進(jìn)行選擇和輸入端進(jìn)行配置，其控制邏輯表如表1所列。 輸人配置可在多路器尋址時序中進(jìn)行。多路器地址可通過DI端移人轉(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，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中。例如通道0和通道1可被選為一對差分輸入。另外，在選擇差分輸入方式時，極性也可以選擇。一對輸入通道的兩個輸入端的任何一個都可以作為正極或負(fù)極。 通常TTLC0838在輸出以最高位(MSB)開頭的數(shù)據(jù)流后，會以最低位(LSB)開頭重輸出一遍(前面的數(shù)據(jù)流)。 引腳功能描述 TLC0838的引腳排列如圖1所示，其中CH0～CH7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(MUX Settling Time)才被檢測；DO為A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果的三態(tài)串行輸出端；CLK為時鐘；SARS為轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出端，該端為高電平時，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，ANGL GND為模擬地，COM公共端；／SE為數(shù)據(jù)保持，輸出，該端為高電平時，數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)線上，該端為低電平時，數(shù)據(jù)輸出。 與單片機(jī)的接口電路設(shè)計 TLC0838與AT89s51單片機(jī)的硬件接口電路的電路原理如圖2所示。圖中，單片機(jī)的P1.4接TLC0838的片選信號，P1.6用于產(chǎn)生A／D轉(zhuǎn)換的時鐘，P1.5為一個雙向I／O口，可用于對模擬輸入進(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。由于在實際運(yùn)用中被檢測信號電壓超過12v，因此通過電阻分壓網(wǎng)絡(luò)對被檢測信進(jìn)行分壓，分得電壓為Ui=2.5K／10K+2.5K=1／5VA(以VA為例)。為了保護(hù)檢測引腳不被損壞，在輸入引腳處各加一個4.7v穩(wěn)壓二極管。圖中電解電容起到濾波作用，能夠濾掉電源線上微小干擾。 由于篇幅有限，圖中只畫出第0、1通道，模擬輸入接口檢測電路，VA接太陽能電壓正極，VB蓄電池電壓正極。其他通道接口電路與此相同。 單片機(jī)的軟件設(shè)計 工作時，單片機(jī)通過編程產(chǎn)生串行時鐘，并按時序發(fā)送與接收數(shù)據(jù)位，完成對通道數(shù)據(jù)的寫人設(shè)置和轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀出。與TLC0838有關(guān)的代碼截取如下： TLC0838在測量量程為0～5v，十六進(jìn)制表示為OOH—FFH，例如，當(dāng)測量結(jié)果為09AH，根據(jù)公式：計算電壓=(9A／FF)*5=3.019v，由于電路上采用了分壓方法，岡此需要將轉(zhuǎn)換結(jié)果*5，經(jīng)換算后出來的為實際數(shù)值≈15.1V。這個過程可在PC上處理。 在緊急電話系統(tǒng)，通過單片機(jī)I／0引腳與有TLC0838連接，只需3根引腳，該方式在完成模、數(shù)轉(zhuǎn)換功能的前提下省卻了大量外部擴(kuò)展器件，減少了印刷電路板的面積，同時也增強(qiáng)了抗干擾能力，降低了硬件成本。 |
