TLC2543 中文资料

TLC2543 中文资料中文资料 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 2 TLC254 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 2 TLC2543 的特点 1 12 位分辩率 A D 转换器 2 在工作温度范围内 10 s 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 3 TLC2543 的引脚图 管脚图 及说明的引脚图 管脚图 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 表 1 TLC2543 引脚说明引脚说明 引脚号名称I O 说明 1 9 11 1 2 AIN0 AIN10 I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 15 I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 CLOCK 17DATAINPUTI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 TLC2543 接口时序接口时序 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 5 TLC2543 在智能仪器仪表中的应用在智能仪器仪表中的应用 TLC2543 是 12 位分辩率 与 MAX186 在功能上基本相同 但价格比 MAX186 低得多 因此 TLC2543 在便携式数据记录仪 医用仪器 电力检测仪表中具有广泛的应用 下面主要讲述 TLC2543 在电力监控显示屏中的应用 在电厂和变电站中 电网中的电压和电流由于多种原因常常处于波动状态 为了给工作人员提供有效数 据 并在超值范围内采取有效措施 监测电网中电压和电流值是非常必要的 该系统主要是采用 TLC2543 作 A D 转换器 把电压和电流值转换成数字信号 GMS90C32 作 CPU 进行数字信号处理 PS7219 作 LED 显示驱动器 把监测的电压和电流值显示出来 本文主要介绍 TLC2543 在电力监控显 示屏中与单片机 GMS90C32 的接口部分 包括硬件和软件两部分 5 1 TLC2543 与单片机的硬件接口与单片机的硬件接口 电路电路 GMS90C 和 GMS97C 系列是 LGS 公司的 51 系列单片机 这类单 片机都不带 SPI 或相同的接口能力 为了和 TLC2543 模数转换器接口 需要用软件来模拟 SPI 的时序操作 图 4 是 TLC2543 和 GMS90C 或 GMS97C 的接口简图 TLC2543 的 I O 时钟 数据输入 片选由 并行双向 I O 口 1 的引脚 P1 0 P1 1 P1 3 提供 TLC2543 的转换结果数据通过口 1 的 P1 2 脚 接收 通道选择和方式数据通过口 3 输入到微控制器 图 4TLC2543 和 GMS90C32 接口 在设计制作时要注意如下三个问题 1 电源去耦 当使用 TLC2543 这种 12 位 A D 器件时 每个模拟 IC 的电源端必须用一个 0 1 F 的陶瓷电容连接到 地 用作去耦电容 在噪声影响较大的环境中 建议每个电源和陶瓷电容端并一个 10 F 的钽电容 这样 能够减小噪声的影响 2 接地 对模拟器件和数字器件 电源的地线回路必须分开 以防止数字部分的噪声电流通过模拟地回路引入 产生噪声电压 从而对模拟信号产生干扰 所有的地线回路都有一定的阻抗 因此地线要尽可能宽或用地 线平面 以减小阻抗 连线应当尽可能短 如果使用开关电源 则开关电源要远离模拟器件 3 电路板布线 使用 TLC2543 时一定要注意电路板的布线 电路板的布线要确保数字信号和模拟信号隔开 模拟线和 数字线特别是时钟信号线不能互相平行 也不能在 TLC2543 芯片下面布数字信号线 5 2 软件软件 包括主程序和两个子程序 SET1 SET2 主程序定义口 1 的 I O 引脚方向 P1 2 设置为输入端 P1 0 P1 1 和 P1 3 设置为输出端 设定 P1 3 使 TLC2543 片选端为高 SET1 被调用 这个子程序 模拟 SPI 操作 在 TLC2543 和微控制器间交换数据 检测最低位前导 LSBF 标志 即通道选择 方式 数据字节的位 1 以决定转换结果的哪个字节最先传送 子程序 SET2 用于映射相应于所选择的特定通 道的 MSBYTE 和 LSBYTE 到偶数或奇数的 RAM 地址 程序清单如下 程序清单如下 ORG2000H BEGIN MOVSP 50H 设置堆栈指针 MOVP1 04H 定义口 1 的输入和输出 CLRP1 0 清 I O 时钟 SETBP1 3 设置片选为高 MOVA 0FFH ACALLSET1 调 SET1 子程序 ACALLSET2 调 SET2 子程序 JMPBEGIN 转到 BEGIN SET1 MOVR4 P3 读方式 通道数据 MOVA R4 CLRP1 3 设置片选为低 JBACC 1 LSB 如果 A 的位 1 为 1 则先传送低字节 MSB MOVR5 08H 设置高 4 位计数器 LOP1 MOVC P1 2 读转换结果 RLC A A 寄存器的内容左移 MOVP1 1 C 输出方式 通道字节 SETBP1 0 设置 I O 时钟为高 CLR P1 0 设置 I O 时钟为低 DJNZR5 LOP1 不为 0 则返回 LOP1 MOVR2 A 把高字节放到 R2 MOVA R4 把方式 通道控制字放到 R2 JBACC 1 RETURN LSB MOVR5 08H 设置低字节计数器 LOP2 MOVC P1 2 读转换数据到 C RLC A A 的内容到 C MOVP1 1 C 输出方式 通道字节 SETBP1 0 设置时钟为高 CLRP1 0 设置时钟为低 DJNZR5 LOP2 R5 不为 0 则返回 LOP2 MOVR3 A 把低字节反放到 R3 MOVA R4 把方式 通道控制字放到 R3 JBACC 1 MSB 如果 R4 的位 1 为 1 则传送高字节 RETURN RET SET2 MOVA