基于AD1674芯片的數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì)

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)在測量與控制中的應(yīng)用日益廣泛。為了使外部世界的模擬信號(hào)與計(jì)算機(jī)接口,需要進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換,該轉(zhuǎn)換一般通過A/D芯片來完成。目前市場上出現(xiàn)了各種A/D芯片,且各種A/D芯片具有不同的控制方式和應(yīng)用條件。對(duì)于高速數(shù)據(jù)采集,最大采樣頻率取決于A/D的轉(zhuǎn)換時(shí)間以及數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間。提高最大采樣頻率可通過縮短A/D的轉(zhuǎn)換時(shí)間或提高數(shù)據(jù)的傳輸速度來實(shí)現(xiàn)。如果與PC機(jī)接口,數(shù)據(jù)的傳輸速度決定于PC機(jī)的主頻以及數(shù)據(jù)的傳輸方式,常用的有查詢和中斷方式,若采用DMA傳輸方式則可進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的傳輸速度。本文選取AD1674芯片,設(shè)計(jì)具有查詢、中斷和DMA三種數(shù)據(jù)傳輸方式的數(shù)據(jù)采集電路。該電路既可以采用定時(shí)器定時(shí),通過8253定時(shí)器的控制設(shè)煊可變的采樣變(步進(jìn)間隔為1μs),獲得高準(zhǔn)確的采樣間隔;也可以采用軟件定時(shí),通過端口寫啟動(dòng)A/D來實(shí)現(xiàn)。在時(shí)序方面,該電路解決了A/D控制信號(hào)與計(jì)算機(jī)時(shí)序匹配問題,可能與高檔PC機(jī)進(jìn)行接口。

　　1 硬件設(shè)計(jì)

　　1.1 AD1674接口電路

　　文獻(xiàn)[1]詳細(xì)介紹了AD1674芯片的性能和控制信號(hào)的時(shí)序。在完全受控方式下,最好是用邏輯控制信號(hào)CE啟動(dòng)數(shù)據(jù)讀或A/D轉(zhuǎn)換;在CE有效時(shí),片選信號(hào)CS應(yīng)有效,并且控制信號(hào)R/C和A0已確定,只有滿足這種時(shí)序,AD1674才能正常工作。

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　　1.2 A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)的讀時(shí)序

　　對(duì)A/D接口電路而言,只有PC機(jī)的時(shí)序與AD1674的要求時(shí)序匹配才能保證電路的正常工作。該電路的A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)的讀時(shí)序如圖1所示。

　　A在/D轉(zhuǎn)換時(shí),8253的定時(shí)脈沖或端口寫脈沖QD經(jīng)過延時(shí)和調(diào)節(jié)定時(shí)寬度后,使A/D的使能控制CE開始啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。同時(shí)QD寬度為1μs的低電平脈沖(在端口寫啟動(dòng)方式下,1μs的低脈沖是由端口寫脈沖經(jīng)調(diào)節(jié)定時(shí)寬度后獲得)使R/C的轉(zhuǎn)換有效,A0及片選CS可在A/D轉(zhuǎn)換前設(shè)置為有效。當(dāng)讀取A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)時(shí),端口讀信號(hào)或DMA讀信號(hào)D直接使A/CD的使能控制CE啟動(dòng)數(shù)據(jù)讀,此時(shí)R/C=1,R/C的讀有效,開始12位數(shù)據(jù)的讀取。當(dāng)A0=0時(shí),讀取高八位數(shù)據(jù);當(dāng)A0=1時(shí),讀取數(shù)據(jù)低四位,讀完后A0=0,準(zhǔn)備下一次A/D轉(zhuǎn)換。可見該時(shí)序既能與PC機(jī)接口,又能使AD1674正常工作。