|
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10μs轉換時間； （3）11個模擬輸入通道； （4）3路內置自測試方式； （5）采樣率為66kbps； （6）線性誤差±1LSBmax； （7）有轉換結束輸出EOC； （8）具有單、雙極性輸出； （9）可編程的MSB或LSB前導； （10）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 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插入的時序，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插入一次時序。 圖216時鐘傳送時序圖（使用，MSB在前） 圖316時鐘傳送時序圖（不使用，MSB在前） 5TLC2543在智能儀器儀表中的應用 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在便攜式數據記錄儀、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在電力監控顯示屏中的應用。 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，為了給工作人員提供有效數據，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，本文主要介紹TLC2543在電力監控顯示屏中與單片機GMS90C32的接口部分，包括硬件和軟件兩部分。 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。TLC2543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。 圖4TLC2543和GMS90C32接口 在設計制作時要注意如下 三個問題： （1）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0.1μF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10μF的鉭電容，這樣能夠減小噪聲的影響。 （2）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，如果使用開關電源，則開關電源要遠離模擬器件。 （3）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芯片下面布數字信號線。 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，即通道選擇/方式數據字節的位1，以決定轉換結果的哪個字節最先傳送，子程序“SET2”用于映射相應于所選擇的特定通道的MSBYTE和LSBYTE到偶數或奇數的RAM地址。 程序清單如下： ORG2000H BEGIN：MOVSP，#50H；設置堆棧指針 MOVP1，#04H；定義口1的輸入和輸出 CLRP1.0；清I/O時鐘 SETBP1.3；設置片選 為高 MOVA，#0FFH ACALLSET1；調SET1子程序 ACALLSET2；調SET2子程序 JMPBEGIN；轉到BEGIN SET1：MOVR4，P3；讀方式/通道數據 MOVA，R4 CLRP1.3；設置片選為低 JBACC.1，LSB；如果A的位1為1，則先傳送低字節 MSB：MOVR5，#08H；設置高4位計數器 LOP1：MOVC，P1.2；讀轉換結果 RLCA；A寄存器的內容左移 MOVP1.1，C；輸出方式/通道字節 SETBP1.0；設置I/O時鐘為高 CLRP1.0；設置I/O時鐘為低 DJNZR5，LOP1；不為0則返回LOP1 MOVR2，A；把高字節放到R2 MOVA，R4；把方式/通道控制字放到R2 JBACC.1，RETURN LSB：MOVR5，#08H；設置低字節計數器 LOP2：MOVC，P1.2；讀轉換數據到C RLCA；A的內容到C MOVP1.1，C；輸出方式/通道字節 SETBP1.0；設置時鐘為高 CLRP1.0；設置時鐘為低 DJNZR5，LOP2；R5不為0，則返回LOP2 MOVR3，A；把低字節反放到R3 MOVA，R4；把方式/通道控制字放到R3 JBACC.1，MSB；如果R4的位1為1，則傳送高字節 RETURN：RET SET2：MOVA，R4；讀方式/通道控制字 ANLA，#0F0H；保留通道控制字 SWAPA；A寄存器中的高4和低4位交換 MOVB，#02H MULA，B；A和B相乘 ADDA，#030H；A的內容再加30H MOVR1，A MOVA，R2 MOV@R1，A；把高字節的內容放到對應地址中 INCR1 MOVA，R3 MOV@R1，A；把低字節的內容放到對應地址中 RET END |
