1引言 2 AD7654的性能特點和工作原理 匯編源程序: 5 結束語 12位A/D轉換器AD574及其接口電路 AD AD [6]. Pin6(CE)——使能端。 [7]. Pin7(V+)——正電源輸入端,輸入+15V電源。 [8]. Pin8(REF OUT)——10V基準電源電壓輸出端。 [15]. Pin15(DGND)——數(shù)字地端。 [17]. Pin28(STS)——工作狀態(tài)指示信號端,當STS=1時,表示轉換器正處于轉換狀態(tài),當STS=0時,聲明A/D轉換結束,通過此信號可以判別A/D轉換器的工作狀態(tài),作為單片機的中斷或查詢信號之用。
模/數(shù)轉換是現(xiàn)代測控電路中非常重要的環(huán)節(jié),它有并行和串行兩種數(shù)據(jù)輸出形式。目前,模/數(shù)轉換器ADC已被做成大規(guī)模集成電路,并有多種型號和種類可供選擇。本文介紹了AD7654的性能特點,并設計了AD7654與單片機ADuC848的接口電路,同時給出了軟件流程和相應的匯編源程序。
AD7654是ADI公司推出的一種低功耗、四通道、電荷再分布式高速A/D轉換器,該A/D轉換器的主要特點是:16位分辨率且無漏失碼;0 V~5 V模擬輸入范圍;SPI/OSPI/Microwire/DSP兼容;兩個允許同步采樣的低噪音、高帶寬跟蹤/保持放大器;功耗典型值為120 mW;可提供串行和并行兩種輸出接口,給予用戶靈活的選擇。串行A/D轉換的速率很高。并且具有體積小、功耗低、占用單片機口線少的優(yōu)點,文中采用串行模式設計電路,有關引腳說明如下:
A0:轉換通道選擇;
A/B:高電平時,先輸出A通道轉換數(shù)據(jù)再輸出B通道轉換數(shù)據(jù),低電平反之;
SER/PAR:串行/并行模式選擇。低電平為并行模式。高電平為串行模式;
EXT/INT:高電平時選擇外部時鐘。低電平時選擇內部時鐘:
SDOUT:轉換數(shù)據(jù)輸出位;
SCLK:串行數(shù)據(jù)時鐘輸入或輸出(取決于EXT/INT的邏輯狀態(tài));
CNVST:開始轉換。CNVST的下降沿使內部采樣保持進入保持狀態(tài)并開始轉換:
BUSY:正在轉換標志;
EOC:轉換結束標志。
AD7654的轉換過程由CNVST下降沿啟動,轉換啟動與CS和RD信號狀態(tài)無關,A0引腳控制轉換通道的選擇。在轉換結束之前,即使掉電轉換也不會重新開始或終止。轉換進行過程中,BUSY變?yōu)楦唠娖?,EOC也為高電平,EOC在每一個通道轉換結束后變?yōu)榈碗娖?,而BUSY線在兩個通道轉換全部結束后才變?yōu)榈碗娖剑D換的32位數(shù)據(jù)可以從SDOUT上讀出。轉換時序圖如圖1所示。AD7654有串行和并行兩種接口方式,每種接口方式又有主從兩種模式,本文介紹其串行接口下從模式的硬件和軟件設計。
3 AD7654與單片機的接口電路設計
在本系統(tǒng)中,單片機選用ADI的ADuC848.具體的接口電路如圖2所示。筆者設計AD7654工作在串行從模式下,因此其數(shù)據(jù)的轉換和讀取都需要微處理器ADuC848的控制.所需的高精度2.5 V基準電壓由AD780提供,AD7654上所有的電源和地之間都需連接去耦電容器。因為ADuC848的P1口只能作為輸入口,而P0口被USB接口器件占用,所以AD7654的控制引腳只能連接到單片機P2和P3口上的部分端口。在實驗電路中,AD7654的SER/PAR和EXT/INT引腳直接由硬件置高電平,INVS-CLK由硬件置低電平,使ADC以串口方式工作.同時使數(shù)據(jù)輸出由外部時鐘控制。由于AD7654是兩個通道同時采樣,所以需要給A/B置位以控制數(shù)據(jù)的輸出順序。ADuC848的P2.5引腳接至AD7654的CNVST.這樣只需要通過單片機ADuCu848控制使P2.5產生一個寬度大于5 ns的負脈沖.該負脈沖的下降沿就可以啟動ADC開始轉換,轉換的時間約為2μs。當轉換結束時,BUSY引腳上的信號就會變成低電平,從而通知單片機可以開始讀取轉換的數(shù)據(jù),由于實際AD7654轉換速度很快,因此BUSY線可以不用,啟動轉換后可以直接讀取數(shù)據(jù)。在單片機讀取數(shù)據(jù)前,需要通過P2.6和P3.4口給讀選通RD和片選CS置零。以使SDOUT上的數(shù)據(jù)有效。然后單片機通過P2.0(SCLK)引腳向AD7654發(fā)送8個時鐘脈沖,與此同時單片機就可以通過P2.2口從SDOUT上讀取8位轉換的數(shù)據(jù)。串行從模式下讀數(shù)據(jù)時序圖如圖3所示。
該系統(tǒng)中微處理器ADuC848與A/D轉換器AD7654之間的數(shù)據(jù)傳送采用SPI(串行外設接口)方式。SCLOCK是主機的時鐘線,為MISO數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收提供同步時鐘信號。每一位數(shù)據(jù)的傳輸都需要1次時鐘作用,因而發(fā)送或接收1個字節(jié)的數(shù)據(jù)需要8個時鐘的作用。SPI有2個相關的寄存器:即SPICON和SPIDAT,其中SPICON包含各種標志位、使能位、方式位及時鐘位;另一個SPI寄存器是SPIDAT,對這一寄存器的寫操作會使SCLOCK產生8個時鐘脈沖,從高位開始一位一位地發(fā)送數(shù)據(jù)。如果寫操作發(fā)生在其他數(shù)據(jù)正在傳輸?shù)倪^程中,那么WCOL將置位。如果寫操作進行時沒有其他數(shù)據(jù)在傳輸,輸入字節(jié)保留在移位寄存器中,此時ISPI自動置位(如果有中斷設置,則產生中斷),移位寄存器的數(shù)據(jù)將被鎖存到SPIDAT中,此后對SPIDAT的讀操作將把數(shù)據(jù)讀出。SPI時序圖如圖4所示。
4應用軟件設計
下面給出數(shù)據(jù)采集實驗中,AD7654工作在串行從模式下的軟件流程(如圖5所示)和核心匯編源程序(轉換結果存在30H中)。
采用AD7654串行模式進行A/D轉換具有速度快、精度高、功耗低、占用口線少的優(yōu)點.非常適用于AC伺服電動機控制、頻率轉換、三相功率監(jiān)視、不間斷電源、四通道數(shù)據(jù)取樣和汽車電子等方面。該系統(tǒng)電路已在實驗中調試通過.實際應用中應考慮靈活性,所有控制線均由軟件控制實現(xiàn)。
分辨率:12位 非線性誤差:小于±1/
[1]. Pin1(+V)——+5V電源輸入端。
[2]. Pin2( )——數(shù)據(jù)模式選擇端,通過此引腳可選擇數(shù)據(jù)縱線是12位或8位輸出。
[3]. Pin3( )——片選端。
[4]. Pin4(A0)——字節(jié)地址短周期控制端。與 端用來控制啟動轉換的方式和數(shù)據(jù)輸出格式。須注意的是, 端TTL電平不能直接+5V或0V連接。
[5]. Pin5( )——讀轉換數(shù)據(jù)控制端。
[9]. Pin9(AGND)——模擬地端。
[10]. Pin10(REF IN)——基準電源電壓輸入端。
[11]. Pin(V-)——負電源輸入端,輸入-15V電源。
[12]. Pin1(V+)——正電源輸入端,輸入+15V電源。
[13]. Pin13(10V IN)——10V量程模擬電壓輸入端。
[14]. Pin14(20V IN)——20V量程模擬電壓輸入端。
[16]. Pin16—Pin27(DB0—DB11)——12條數(shù)據(jù)總線。通過這12條數(shù)據(jù)總線向外輸出A/D轉換數(shù)據(jù)。
ad轉換接口電路
- 轉換(29634)
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