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TLC2543在儀器儀表中的應(yīng)用
TLC2543在儀器儀表中的應(yīng)用
作者:佚名  來源:不詳  錄入:jdzj868  更新時間：2009-7-9 16:51:12  點(diǎn)擊數(shù)：0
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3TLC2543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(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)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(zhuǎn)換的開始處，或是在轉(zhuǎn)換時序的開始處變化一次后保持為低，直到時序結(jié)束。
   圖2顯示每次轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)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(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳遞使用16個時鐘周期，僅在每次轉(zhuǎn)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(yīng)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(shù)據(jù)記錄儀、醫(yī)用儀器、電力檢測儀表中具有廣泛的應(yīng)用。下面主要講述TLC2543在電力監(jiān)控顯示屏中的應(yīng)用。
   在電廠和變電站中，電網(wǎng)中的電壓和電流由于多種原因常常處于波動狀態(tài)，為了給工作人員提供有效數(shù)據(jù)，并在超值范圍內(nèi)采取有效措施，監(jiān)測電網(wǎng)中電壓和電流值是非常必要的。該系統(tǒng)主要是采用TLC2543作A/D轉(zhuǎn)換器，把電壓和電流值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，GMS90C32作CPU，進(jìn)行數(shù)字信號處理， PS7219作LED顯示驅(qū)動器，把監(jiān)測的電壓和電流值顯示出來，本文主要介紹TLC2543在電力監(jiān)控顯示屏中與單片機(jī)GMS90C32的接口部分，包括硬件和軟件兩部分。

在設(shè)計制作時要注意如下三個問題：

（1）電源去耦
   當(dāng)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(huán)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(shù)字器件，電源的地線回路必須分開，以防止數(shù)字部分的噪聲電流通過模擬地回路引入，產(chǎn)生噪聲電壓，從而對模擬信號產(chǎn)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(yīng)當(dāng)盡可能短，如果使用開關(guān)電源，則開關(guān)電源要遠(yuǎn)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(shù)字信號和模擬信號隔開，模擬線和數(shù)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(shù)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(shè)置為輸入端，P1.0、P1.1和P1.3設(shè)置為輸出端。設(shè)定P1.3使TLC2543片選端為高，“SET1”被調(diào)用，這個子程序模擬SPI操作，在TLC2543和微控制器間交換數(shù)據(jù)。檢測最低位前導(dǎo)（LSBF）標(biāo)志，即通道選擇/方式數(shù)據(jù)字節(jié)的位1，以決定轉(zhuǎn)換結(jié)果的哪個字節(jié)最先傳送，子程序“SET2”用于映射相應(yīng)于所選擇的特定通道的 MSBYTE和LSBYTE到偶數(shù)或奇數(shù)的RAM地址。

程序清單如下：

參考文獻(xiàn)

1TI模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)手冊（第一冊）.武漢力源電子股份有限公司,1998/04

摘  要 介紹TI公司的TLC2543的特性，與51系列單片機(jī)的接口以及在儀器儀表中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞  串行  A/D  應(yīng)用

1引言

   TLC2543是TI公司的12位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，使用開關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成A/D轉(zhuǎn)換過程。由于是串行輸入結(jié)構(gòu)，能夠節(jié)省51系列單片機(jī)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(yīng)用。

2TLC2543的特點(diǎn)

（1）12位分辯率A/D轉(zhuǎn)換器；
（2）在工作溫度范圍內(nèi)10μs轉(zhuǎn)換時間；
（3）11個模擬輸入通道；
（4）3路內(nèi)置自測試方式；
（5）采樣率為66kbps；		（6）線性誤差±1LSBmax；
（7）有轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出EOC；
（8）具有單、雙極性輸出；
（9）可編程的MSB或LSB前導(dǎo)；
（10）可編程輸出數(shù)據(jù)長度。

引腳號

名稱

I/O

說明

1～9,11,12

AIN0～AIN10

I

模擬量輸入端。11路輸入信號由內(nèi)部多路器選通。對于4.1MHz的I/OCLOCK，驅(qū)動源阻抗必須小于或等于50Ω，而且用60pF電容來限制模擬輸入電壓的斜率

15

　

I

片選端。在端由高變低時，內(nèi)部計數(shù)器復(fù)位。由低變高時，在設(shè)定時間內(nèi)禁止DATAINPUT和I/O CLOCK

17

DATAINPUT

I

串行數(shù)據(jù)輸入端。由4位的串行地址輸入來選擇模擬量輸入通道

16

DATA OUT

O

A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的三態(tài)串行輸出端。為高時處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，為低時處于激活狀態(tài)

19

EOC

O

轉(zhuǎn)換結(jié)束端。在最后的I/OCLOCK下降沿之后，EOC從高電平變?yōu)榈碗娖讲⒈３值睫D(zhuǎn)換完成和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備傳輸為止

10

GND

　

地。GND是內(nèi)部電路的地回路端。除另有說明外，所有電壓測量都相對GND而言

18

I/O CLOCK

I

輸入/輸出時鐘端。I/OCLOCK接收串行輸入信號并完成以下四個功能：（1）在I/O CLOCK的前8個上升沿，8位輸入數(shù)據(jù)存入輸入數(shù)據(jù)寄存器。（2）在I/OCLOCK的第4個下降沿，被選通的模擬輸入電壓開始向電容器充電，直到I/OCLOCK的最后一個下降沿為止。（3）將前一次轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的其余11位輸出到DATA OUT端，在I/OCLOCK的下降沿時數(shù)據(jù)開始變化。（4）I/OCLOCK的最后一個下降沿，將轉(zhuǎn)換的控制信號傳送到內(nèi)部狀態(tài)控制位

14

REF+

I

正基準(zhǔn)電壓端�；鶞�(zhǔn)電壓的正端（通常為Vcc）被加到REF+，最大的輸入電壓范圍由加于本端與REF-端的電壓差決定

13

REF-

I

負(fù)基準(zhǔn)電壓端�；鶞�(zhǔn)電壓的低端（通常為地）被加到REF-

20

Vcc

　

電源

5.1硬件

GMS90C ××和GMS97C××系列是LGS公司的51系列單片機(jī)，這類單片機(jī)都不帶SPI或相同的接口能力，為了和TLC2543模數(shù)轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)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(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)通過口1的P1.2腳接收，通道選擇和方式數(shù)據(jù)通過口3輸入到微控制器。

　

　

　

圖4TLC2543和GMS90C32接口

ORG2000H
BEGIN：MOVSP，#50H；設(shè)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(shè)置片選

為高
MOVA，#0FFH
ACALLSET1；調(diào)SET1子程序
ACALLSET2；調(diào)SET2子程序
JMPBEGIN；轉(zhuǎn)到BEGIN
SET1：MOVR4，P3；讀方式/通道數(shù)據(jù)
MOVA，R4
CLRP1.3；設(shè)置片選為低
JBACC.1，LSB；如果A的位1為1，則先傳送低字節(jié)
MSB：MOVR5，#08H；設(shè)置高4位計數(shù)器
LOP1：MOVC，P1.2；讀轉(zhuǎn)換結(jié)果
RLC A；A寄存器的內(nèi)容左移
MOVP1.1，C；輸出方式/通道字節(jié)
SETBP1.0；設(shè)置I/O時鐘為高
CLR P1.0；設(shè)置I/O時鐘為低
DJNZR5，LOP1；不為0則返回LOP1
MOVR2，A；把高字節(jié)放到R2
MOVA，R4；把方式/通道控制字放到R2
JBACC.1，RETURN
LSB：MOVR5，#08H；設(shè)置低字節(jié)計數(shù)器
LOP2：MOVC，P1.2；讀轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)到C
RLC A；A的內(nèi)容到C
MOVP1.1，C；輸出方式/通道字節(jié)
SETBP1.0；設(shè)置時鐘為高
CLRP1.0；設(shè)置時鐘為低
DJNZR5，LOP2；R5不為0，則返回LOP2
MOVR3，A；把低字節(jié)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(jié)
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(nèi)容再加30H
MOVR1，A
MOVA，R2
MOV@R1，A；把高字節(jié)的內(nèi)容放到對應(yīng)地址中
INC R1
MOVA，R3
MOV@R1，A；把低字節(jié)的內(nèi)容放到對應(yīng)地址中
RET
END
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