機控制系統通常要用到A/D轉換。根據輸出的信號格式，比較常用的A/D轉換方式可分為并行A/D和串行A/D。并行方式一般在轉換后可直接接收，但芯片的引腳比較多；串行方式所用芯片引腳少，封裝小，在ＰＣＢ板上占用的空間也小，但需要軟件處理才能得到所需要的數據。

圖1 TLC0834的工作時序圖

１ TLC0834簡介

１．１ TLC0834的主要特點

TLC0834是TI公司生產的８位逐次逼近模數轉換器具有輸入可配置的多通道多路器和串形輸入輸出方式。其多路器可由軟件配置為單端或差分輸入，也可以配置為偽差分輸入。另外，其輸入基準電壓大小可以調整。在全８位分辨率下，它允許任意小的模擬電壓編碼間隔。由于TLC0834采用的是串行輸入結構，因此封裝體積小，可節省51系列單片機I/O資源，價格也較適中。其主要特點如下：

● ８位分辨率；

● 易于和微處理器接口或獨立使用；

● 可滿量程工作；

● 可用地址邏輯多路器選通４輸入通道；

● 單５Ｖ供電，輸入范圍為０～５Ｖ；

● 輸入和輸出與ＴＴＬ、ＣＭＯＳ電平兼容；

● 時鐘頻率為２５０ｋＨｚ時，其轉換時間為３２μｓ；

● 可以和美國國家半導體公司的ＡＤＣ０８３４和ＡＤＣ０８３８進行替換，但它內部不帶齊納穩壓器網絡；

● 總調整誤差為±１ＬＳＢ。

１．２ 工作特點

TLC0834可通過和控制處理器相連的串行數據鏈路來傳送控制命令，因而可用軟件對通道進行選擇和輸入端進行配置，其控制邏輯表如表１所列。

輸入配置可在多路器尋址時序中進行。多路器地址可通過ＤＩ端移入轉換器。多路器地址選擇模擬輸入通道可決定輸入是單端輸入還是差分輸入。當輸入是差分時，應分配輸入通道的極性，并應將差分輸入分配到相鄰的輸入通道對中。例如通道０和通道１可被選為一對差分輸入。另外，在選擇差分輸入方式時，極性也可以選擇。一對輸入通道的兩個輸入端的任何一個都可以作為正極或負極。

通常TLC0834在輸出以最高位（ＭＳＢ）開頭的數據流后，會以最低位（ＬＳＢ）開頭重輸出一遍（前面的數據流）。其工作時序如圖１所示。

１．３ 引腳功能

TLC0834的引腳排列如圖２所示，其中ＣＨ０～ＣＨ３為模擬輸入端； ＣＳ 為片選端；ＤＩ為串行數據輸入，該端僅在多路器尋址時（ＭＵＸ Ｓｅｔｔｌｉｎｇ TIｍｅ）才被檢測；ＤＯ為A/D轉換結果的三態串行輸出端；ＣＬＫ為時鐘；ＳＡＲＳ為轉換狀態輸出端，該端為高電平時，表示轉換正在進行，為低電平則表示轉換完成；ＲＥＦ為參考電壓輸入端；ＶＣＣ為電源；ＤＧＴＬ ＧＮＤ為數字地，ＡＮＧＬ ＧＮＤ為模擬地。

２ 與單片機的接口電路設計

TLC0834與８９Ｃ51單片機的硬件接口電路的電路原理如圖３所示。圖中，單片機的Ｐ１．７接TLC0834的片選信號， Ｐ１．６用于產生A/D轉換的時鐘， Ｐ１．５為一個雙向I/O口位，可用于對模擬輸入進行配置及輸出轉換所得的數據。在這里，模擬信號以單端方式輸入，參考電壓為５Ｖ，即A/D模擬量的輸入范圍為０～５Ｖ。

３ 單片機的軟件設計

該系統在工作時，單片機將通過編程產生串行時鐘，并按時序發送與接收數據位，以完成通道方式／通道數據的寫入和轉換結果的讀出。篇幅有限，現以通道０單端輸入模擬信號為例，給出A/D轉換的程序：

ＣＬＲ Ｐ１．６ ；清時鐘

ＣＬＲ Ｐ１．５

ＳＥＴＢ Ｐ１．７ ；置片選為高

ＣＬＲ Ｐ１．７ ；置片選為低

ＳＥＴＢ Ｐ１．５ １ Ｓｔａｒｔ Ｂｉｔ

ＳＥＴＢ Ｐ１．６

ＣＬＲ Ｐ１．６

ＳＥＴＢ Ｐ１．５ １

ＳＥＴＢ Ｐ１．６

ＣＬＲ Ｐ１．６

ＣＬＲ Ｐ１．５ ０

ＳＥＴＢ Ｐ１．６

ＣＬＲ Ｐ１．６

ＣＬＲ Ｐ１．５ ０ ＣＨ０

ＳＥＴＢ Ｐ１．６

ＣＬＲ Ｐ１．６ 通道０，單端輸入

ＳＥＴＢ Ｐ１．６

ＣＬＲ Ｐ１．６

ＳＥＴＢ Ｐ１．５ Ｐ１．５由輸出狀態改

為輸入狀態

ＬＣＡＬＬ ＡＤＣＯＮＶ

···

···

···

ＡＤＣＯＮＶ： ＭＯＶ Ｒ０＃０８Ｈ

ＡＤＬＯＰ０： ＭＯＶ ＣＰ１．５ ；讀轉換結果

ＲＬＣ Ａ ；累加器Ａ左移，將結果

逐位移入Ａ中

ＳＴＥＢ Ｐ１．６

ＣＬＲ Ｐ１．６

ＤＪＮＺ Ｒ０ＡＤＬＯＰ０

ＭＯＶ Ｒ０＃０７Ｈ

ＡＤＬＯＰ１： ＳＥＴＢ Ｐ１．６

ＣＬＲ Ｐ１．６

ＤＪＮＺ Ｒ０ＡＤＬＯＰ１

ＳＥＴＢ Ｐ１．６

ＣＬＲ Ｐ１．６

ＳＥＴＢ Ｐ１．６

ＣＬＲ Ｐ１．６

ＳＥＴＢ Ｐ１．７ ；置片選信號為高，

結束一次轉換

ＲＥＴ

轉換結果經換算后可轉換為十進制數顯示出來。如在精度要求較高的場合，可以選用位數更多的串行A/D并取高位數據。限于篇幅，該部分程序本文不作介紹。

４ 結論

本文給出的硬件和軟件均經實踐檢驗，并已在某公司的產品上應用，其性價比較高，可大大降低生產成本。