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TLC2543是德州仪器公司生产的12位开关电容型逐次逼近模数转换器，它具有三个控制输入端，采用简单的3线SPI串行接口可方便地与微机进行连接，是12位数据采集系统的最佳选择器件之一。 TLC2543与外围电路的连线简单，三个控制输入端为CS(片选)、输入/输出时钟(I/O CLOCK)以及串行数据输入端(DATA INPUT)。片内的14通道多路器可以选择11个输入中的任何一个或3个内部自测试电压中的一个，采样－保持是自动的，转换结束，EOC输出变高。　　TLC2543的主要特性如下：　　●11个模拟输入通道；　　●66ksps的采样速率；　　●最大转换时间为10μs；　　●SPI串行接口；　　●线性度误差最大为±1LSB；　　●低供电电流(1mA典型值)；　　●掉电模式电流为4μA。引脚功能说明如下：　　AIN0～AIN10：模拟输入端，由内部多路器选择。对4.1MHz的I/O CLOCK，驱动源阻抗必须小于或等于50Ω；　　CS：片选端，CS由高到低变化将复位内部计数器，并控制和使能DATA OUT、DATA INPUT和I/O CLOCK。CS由低到高的变化将在一个设置时间内禁止DATA INPUT和I/O CLOCK；　　DATA INPUT：串行数据输入端，串行数据以MSB为前导并在I/O CLOCK的前4个上升沿移入4位地址，用来选择下一个要转换的模拟输入信号或测试电压，之后I/O CLOCK将余下的几位依次输入；　　DATA OUT：A/D转换结果三态输出端，在CS为高时，该引脚处于高阻状态；当CS为低时，该引脚由前一次转换结果的MSB值置成相应的逻辑电平；EOC：转换结束端。在最后的I/O CLOCK下降沿之后，EOC由高电平变为低电平并保持到转换完成及数据准备传输；　　VCC、GND：电源正端、地；　　REF＋、REF－：正、负基准电压端。通常REF＋接VCC，REF－接GND。最大输入电压范围取决于两端电压差；　　I/O CLOCK：时钟输入/输出端。

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1. 概述 A/D、D/A转换器是过程及仪器仪表、设备等检测与控制装置中应用比较广泛的器件。随着大规模集成电路技术的发展,各种高精度、低功耗、可编程、低成本的A/D转换器不断推出,使得微机控制系统的电路更加简洁,可靠性更高。 TLC2543与外围电路的连线简单,三个控制输入端为CS(片选)、输入/输出时钟(I/O CLOCK)以及串行数据输入端(DATA INPUT)。片内的14通道多路器可以选择11个输入中的任何一个或3个内部自测试电压中的一个,采样－保持是自动的,转换结束,EOC输出变高。 TLC2543的主要特性如下： ●11个模拟输入通道; ●66ksps的采样速率; ●最大转换时间为10μs; ●SPI串行接口; ●线性度误差最大为±1LSB; ●低供电电流(1mA典型值); ●掉电模式电流为4μA。 2. TLC2543引脚功能与接口时序 2.1 TLC2543引脚排列TLC2543的引脚排列如图1所示。引脚功能说明如下： AIN0～AIN10：模拟输入端,由内部多路器选择。对4.1MHz的I/O CLOCK,驱动源阻抗必须小于或等于50Ω; CS：片选端,CS由高到低变化将复位内部计数器,并控制和使能DATA OUT、DATA INPUT和I/O CLOCK。CS由低到高的变化将在一个设置时间内禁止DATA INPUT和I/O CLOCK; DATA INPUT：串行数据输入端,串行数据以MSB为前导并在I/O CLOCK的前4个上升沿移入4位地址,用来选择下一个要转换的模拟输入信号或测试电压,之后I/O CLOCK将余下的几位依次输入; DATA OUT：A/D转换结果三态输出端,在CS为高时,该引脚处于高阻状态;当CS为低时,该引脚由前一次转换结果的MSB值置成相应的逻辑电平;EOC：转换结束端。在最后的I/O CLOCK下降沿之后,EOC由高电平变为低电平并保持到转换完成及数据准备传输; VCC、GND：电源正端、地; REF＋、REF－：正、负基准电压端。通常REF＋接VCC,REF－接GND。最大输入电压范围取决于两端电压差; I/O CLOCK：时钟输入/输出端。 2.2 TLC2543的工作时序TLC2543每次转换和数据传送使用16个时钟周期,且在每次传送周期之间插入CS的时序。时序如图2所示。从时序图可以看出,在TLC2543的CS变低时开始转换和传送过程,I/O CLOCK的前8个上升沿将8个输入数据位键入输入数据寄存器,同时它将前一次转换的数据的其余11位移出DATA OUT端,在I/O CLOCK下降沿时数据变化。当CS为高时, I/O CLOCK和DATA INPUT被禁止,DATA OUT为高阻态。 3. TLC2543与80C31的连接 3.1 硬件接口由于MCS－51系列单片机不具有SPI或相同能力的接口,为了便于与TLC2543接口,采用软件合成SPI操作,为减少数据传送速受微处理器的时钟频率的影响,尽可能选用较高时钟频率。接口电路如图3所示。TLC2543的I/O时钟、数据输入、片选信号由P1.0、P1.1、P1.3提供,转换结果由P1.2口串行读出。 3.2 接口程序设通道/方式控制字存放在R4中,程序在读出前一次转换结果的同时,将该通道/方式控制字发送到TLC2543中去,转换结果存放在相邻地址的存储器中。存储器地址从30H～45H,且高字节在前,低字节在后。 ORG 100H START： MOV SP,＃50H ;堆栈指针初始化 MOV P1,＃04H ;P1口引脚初始化 CLR P1.0 SETB P1.3 ACALL TLC2543 ACALL STORE JMP START TLC2543:MOV A,R4 CLR P1.3 JB ACC.1,LSB ;如果A的位1为1,先做低字节 MSB： MOV R5,＃08 LOOP1： MOV C,P1.2 ;数据位读入进位位RLC A MOV P1.1,C ;输出方式/通道位 SETB P1.0 ;产生I/O时钟 CLR P1.0 DJNZ R5,LOOP1 ;输入/输出另一位 MOV R2,A ;高字节送入R2 MOV A,R4 JB ACC.1,RETURN LSB： MOV R5,＃08 LOOP2：MOV C, P1.2 RLC A MOV P1.1,C SETB P1.0 CLR P1.0 DJNZ R5,LOOP2 MOV R3,A MOV A,R4 JB ACC.1,MSB RETURN：RET STORE：MOV A,R4 ANL A,＃0F0H SWAP A MOV B,＃02 MUL AB ADD A,＃030H MOV R1,A MOV A,R2 MOV @R1,A INC R1 MOV A,R3 MOV @R1,A RET END 以上程序用累加器和带进位的左循环移位的指令来合成SPI功能,读入转换结果的第一个字节的第一位到进位(C)位。累加器内容通过进位位左移,通道选择和方式数据的第一位通过P1.1输出。然后由P1.0先高后低的翻转来提供串行时钟。这个时序再重复7次,完成转换数据的第一个字节的传送。第二个字节由重复8次时钟脉冲和数据传送的整个序列来传送。

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