片机课程设计--单片机与AD转换器串行接口设计.doc

11安徽科技学院单片机与A/D转换器串行接口设计课程设计报告单片机原理与应用课程设计报告单片机与A/D转换器串行接口设计要求：一、功能要求1、每隔一秒，采集AIN0AIN11模拟输入；2、转换结果从串行口送到虚拟终端显示；3、在串行口连接虚拟终端，将测量结果送到虚拟终端显示；4、要求测量05V之间的模拟电压。二、设计过程要求1、查阅资料确定设计方案；2、对设计方案进行仿真验证；3、选择合适的元器件，搭建电路实验验证效果；4、画出PCB图；5、书写设计报告；6、答辩。三、设计报告要求设计报告主要包括：题目、内容和要求、总体方案和设计思路、仿真电路图、软件设计、仿真调试效果、实验测试效果图、PCB图、心得体会。姓名：张建 学号：1886100125 专业：电子科学与技术班级：10级1班 成绩：评阅人：安徽科技学院理学院物电系TLC2543是TI公司的12位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程。由于是串行输入结构，能够节省51系列单片机I/O资源；且价格适中，分辨率较高，因此在仪器仪表中有较为广泛的应用。2TLC2543的特点（1）12位分辩率A/D转换器；（2）在工作温度范围内10s转换时间；（3）11个模拟输入通道；（4）3路内置自测试方式；（5）采样率为66kbps；（6）线性误差1LSBmax；（7）有转换结束输出EOC；（8）具有单、双极性输出；（9）可编程的MSB或LSB前导；（10）可编程输出数据长度。3TLC2543的引脚排列及说明 TLC2543有两种封装形式：DB、DW或N封装以及FN封装，这两种封装的引脚排列如图1，引脚说明见表1。图1TLC2543的封装表1TLC2543引脚说明引脚号名称I/O说明19,11,12AIN0AIN10I模拟量输入端。11路输入信号由内部多路器选通。对于4.1MHz的I/OCLOCK，驱动源阻抗必须小于或等于50，而且用60pF电容来限制模拟输入电压的斜率15I片选端。在端由高变低时，内部计数器复位。由低变高时，在设定时间内禁止DATAINPUT和I/O CLOCK17DATAINPUTI串行数据输入端。由4位的串行地址输入来选择模拟量输入通道16DATA OUTOA/D转换结果的三态串行输出端。为高时处于高阻抗状态，为低时处于激活状态19EOCO转换结束端。在最后的I/OCLOCK下降沿之后，EOC从高电平变为低电平并保持到转换完成和数据准备传输为止10GND 地。GND是内部电路的地回路端。除另有说明外，所有电压测量都相对GND而言18I/O CLOCKI输入/输出时钟端。I/OCLOCK接收串行输入信号并完成以下四个功能：（1）在I/O CLOCK的前8个上升沿，8位输入数据存入输入数据寄存器。（2）在I/OCLOCK的第4个下降沿，被选通的模拟输入电压开始向电容器充电，直到I/OCLOCK的最后一个下降沿为止。（3）将前一次转换数据的其余11位输出到DATA OUT端，在I/OCLOCK的下降沿时数据开始变化。（4）I/OCLOCK的最后一个下降沿，将转换的控制信号传送到内部状态控制位14REF+I正基准电压端。基准电压的正端（通常为Vcc）被加到REF+，最大的输入电压范围由加于本端与REF-端的电压差决定13REF-I负基准电压端。基准电压的低端（通常为地）被加到REF-20Vcc 电源4接口时序 可以用四种传输方法使TLC2543得到全12位分辩率，每次转换和数据传递可以使用12或16个时钟周期。 一个片选（）脉冲要插到每次转换的开始处，或是在转换时序的开始处变化一次后保持为低，直到时序结束。 图2显示每次转换和数据传递使用16个时钟周期和在每次传递周期之间插入的时序，图3显示每次转换和数据传递使用16个时钟周期，仅在每次转换序列开始处插入一次时序。图216时钟传送时序图（使用，MSB在前）图316时钟传送时序图（不使用，MSB在前）TLC2543驱动程序：#include #define byte unsigned char#define uchar unsigned char#define word unsigned int#define uint unsigned int#define ulong unsigned long#define BYTE unsigned char#define WORD unsigned intuint read2543(uchar port);void CollectADmodule(uint *ad_result);extern void time(unsigned int ucMs);/延时单位：ms/* 2543控制引脚宏定义*/sbit AD_EOC = P10; /* TLC2543转换完成指示引脚EOC */sbit CLOCK = P12; /*2543时钟*/sbit AD_CS = P13; /*2543片选*/sbit D_IN = P14; /*2543输入*/sbit D_OUT = P15; /*2543输出*/* TLC2543驱动程序*/* 名称：read2543 功能：TLC2543驱动模块 输入参数：port通道号 输出参数：ad转换值*/uint read2543(uchar port)uint ad=0;uchar i;P1=0xeb;CLOCK = 0;AD_CS = 0;port=4;for(i=0;i8;i+)/读高8位if(D_OUT) ad|=0x01;D_IN=(bit)(port&0x80);CLOCK=1;CLOCK=0;port=1;ad=1;for(i=8;i12;i+)/读低4位if(D_OUT) ad|=0x01;CLOCK=1;CLOCK=0;ad=1;return(ad);/* 函数说明：采集实际端口的数据*/void CollectADmodule(uint *ad_result)uchar i;AD_EOC=1;read2543(0); /启动0通道转换，第一次转换结果不准确，丢弃while(!AD_EOC)/等待转换完成time(3);read2543(0);while(!AD_EOC) /等待转换完成for(i=0;i11;i+)ad_resulti= read2543(i+1); /读转换结果，并启动下次转换while(!AD_EOC) /等待转换完成time(3);read2543(i+1); /读转换结果，并启动下次转换while(!AD_EOC) /等待转换完成主程序：#include common.hextern void CollectADmodule(uint *ad_result);/* main 函数 */void main (void) uint idata TLC254311;uchar i;initUart(); /* 初始化串口 */doCollectADmodule(TLC2543);/调用11通道AD转换for(i=0;i11;i+)printf(TLC2543%bd=%un,i,TLC2543i);/打印输出结果printf(nn);/回车2次time(1000);while(TRUE);AT89C51单片机程序：#include /* special function register declarations */#include /* 函数说明：延时5us，晶振改变时只用改变这一个函数！1、对于11.0592M晶振而言，需要2个_nop_();2、对于22.1184M晶振而言，需要4个_nop_();* 入口参数：无 * 返回： 无*/void delay_5us(void)/延时5us，晶振改变时只用改变这一个函数！_nop_();_nop_();/_nop_