哈尔滨理工大学荣成学院创新素质
单片机
课程设计
题目:基于TLC549的A/D转换
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1 题目简介
随着电子技术的发展,人们越来越频繁的用到电压表,普通的指针电压表已不能满足人们的需要。数字电压表作为一种高精度的测量仪器,采用数字化测量技术,将连续模拟量转换成不连续,离散的数字形式。传统指针式电压表功能单一,精度低,不能满足人们追求越来越方便,精准的要求。而采用单片机的数字电压表,其精度高,抗干扰能力强,已被广泛的应用在日常生活和电子,工业等领域。数字电压
表因为是将连续的模拟量转换成数字形式表现出来,避免了读数的视觉误差和视觉疲劳。数字电压表的核心部件是A/D转换器,转换器的精度很大程度上影响了测量的精度。
辣椒炒鸡肉本次单片机课程设计采用 A/D 转换器 TLC549 对电压测量电路测出的输入模拟信号电压值进行转换 , 利用 AT89C52RC 再对转换的结果进行运算和处理 , 最后将数字电压信号显示在LED数码管上
2 实现方案
①STC89C52RC
STC89C52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位
微控制器,具有8K字节系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经
典的MCS-51内核,但是做了很多的改进使得芯片具有传统的51单片
边腿机不具备的功能。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编
程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、
超有效的解决方案。
特点:
8K字节程序存储空间;
电脑控制手机512字节数据存储空间;
内带4K字节EEPROM存储空间;
可直接使用串口下载;
喧哗②AD转换器-----TlC549
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TLC549 是美国德州仪器公司生产的 8 位串行 A/D 转换器芯
片,可与通用微处理器、控制器通过 CLK 、 CS 、 DATA OUT 三条
口线进行串行接口。具有 4MHz 片内系统时钟和软、硬件控制电路,
转换时间最长17 μ s , TLC549 为 40 000 次 /s 。总失调误差
最大为± 0.5LSB ,典型功耗值为 6mW 。采用差分参考电压高阻输
入,抗干扰,可按比例量程校准转换范围, V REF- 接地, V REF+ -
V REF- ≥ 1V ,可用于较小信号的采样。
伦敦电影学院TLC549 的内部框图和管脚名如图所示。
工作原理
TLC549 均有片内系统时钟,该时钟与 I/O CLOCK 是独立工作的,无须特殊的速度或相位匹配。其工作时序如图 2 所示。
当 CS 为高时,数据输出 (DATA OUT) 端处于高阻状态,此时
I/O CLOCK 不起作用。这种 CS 控制作用允许在同时使用多片
TLC549 时,共用 I/O CLOCK ,以减少多路 ( 片 )A/D 并用时的 I/O 控制端口。
一组通常的控制时序为:
(1) 将 CS 置低。内部电路在测得 CS 下降沿后,再等待两个内部时钟上升沿和一个下降沿后,然后确认这一变化,最后自动将前一次转换结果的最高位 (D7) 位输出到 DATA OUT 端上。
(2) 前四个 I/O CLOCK 周期的下降沿依次移出第 2 、 3 、 4 和第 5 个位 (D6 、 D5 、 D4 、 D3) ,片上采样保持电路在第 4 个I/O CLOCK 下降沿开始采样模拟输入。
(3) 接下来的 3 个 I/O CLOCK 周期的下降沿移出第 6 、 7 、
8(D2 、 D1 、 D0) 个转换位,
(4) 最后,片上采样保持电路在第 8 个 I/O CLOCK 周期的下降沿将移出第 6 、 7 、 8(D2 、 D1 、 D0) 个转换位。保持功能将持续 4 个内部时钟周期,然后开始进行 32 个内部时钟周期的 A/D 转换。第 8 个 I/O CLOCK 后, CS 必须为高,或 I/O CLOCK 保持低电平,这种状态需要维持 36 个内部系统时钟周期以等待保持和转换工作
的完成。如果 CS 为低时 I/O CLOCK 上出现一个有效干扰脉冲,则微处理器 / 控制器将与器件的 I/O 时序失去同步;若 CS 为高时出现一次有效低电平,则将使引脚重新初始化,从而脱离原转换过程。
在 36 个内部系统时钟周期结束之前,实施步骤 (1) - (4) ,可重新启动一次新的 A/D 转换,与此同时,正在进行的转换终止,此时的输出是前一次的转换结果而不是正在进行的转换结果。
若要在特定的时刻采样模拟信号,应使第 8 个 I/O CLOCK 时钟的下降沿与该时刻对应,因为芯片虽在第 4 个 I/O CLOCK 时钟下降沿开始采样,却在第 8 个 I/O CLOCK 的下降沿开始保存。