單片機與單總線A／D轉換器DS2450的接口設計

　　對于一線端口，在ROM功能建立之前，其它功能是無法實現的?？偩€控制器必須首先通過DATA引腳為DS2450提供一個ROM功能控制命令（8位）。它的7個功能控制命令為：
（1）讀ROM，命令字［33H］；
（2）匹配ROM［55H］；
（3）搜索ROM［F0H］；
（4）跳過ROM［CCH］；
（5）條件搜索ROM［ECH］；
（6）超速跳過ROM［3CH］；
（7）超速匹配ROM［69H］。
　　其中超速跳過ROM或超速匹配ROM命令執行后可使串行通信速率高達142kbps。如果多個器件連接在一線上，這些命令可對每個器件的64位ROM 部分進行操作，并挑選出一個特定的器件。然后對選中的DS2450執行下一步的A／D轉換控制命令以及讀寫存儲器命令，所有命令或數據的讀／寫均從最低位開始。
1．3 存儲器
　　DS2450內部有24個地址相連的8位存儲器，可將其分成3頁，每頁8字節。第0頁為A／D轉換結果存儲器，每個通道占2個字節共16位。當芯片上電復位時，該頁清0；第1頁為A／D轉換控制與狀態存儲器；第2頁為各通道輸入高／低限報警值存儲器。
2 轉換與讀／寫控制
2．1 轉換控制
　　DS2450的轉換控制首先通過其DATA端串行送出轉換命令字［3CH］，然后送出通道選擇字和預置控制字，最后啟動A／D轉換器進行轉換。DS2450的通道選擇字和預置控制字的各位含義如表1所列。
　　在通道選擇字中，對應位為1表示該通道參與轉換。在同時選擇多個通道時，其轉換順序為A→B→C→D，未選中的通道將被跳過。其A／D轉換的時間可近似為：
　　轉換時間＝通道數×轉換精度位數×80μs＋160μs。
　　當所有通道轉換完畢后，系統將發出讀存儲器命令以獲得轉換結果和對應的狀態。
　　預置控制字可用于對相應通道的轉換結果存儲器進行預置。當SET、CLR＝00時，為不預置，即保持上次轉換值；當SET、CLR＝01時，轉換前預置為全0；當SET、CLR＝10時，預置為全1；而
SET、CLR＝11為無效組合。

2．2 存儲器讀／寫控制
　　讀存儲器命令可用于讀取轉換結果、工作狀態和門限設定值等?？偩€管理器首先送出讀存儲器命令字［AAH］，然后送出兩字節的16位“起始數據”存儲器地址，并在總線上讀取一個字節的數據后，地址自動加1，緊接著讀取下一個數據；當一頁讀完后，隨后讀取的兩個字節為內部自動產生的16位循環冗余校驗碼，它是由前面送出的命令字、地址和讀取的存儲器數據并根據下列表達式生成的：
CRC16＝X¹⁶＋X¹⁵＋X²＋1
　　寫存儲器命令主要針對第1頁和第2頁存儲器，其目的是寫入各通道的工作方式控制字和對應通道的高、低門限設定值。總線管理器首先送出寫存儲器命令字［55H］，然后送出兩字節的16位存儲器起始地址，接著逐個送出要寫入的數據，其地址也是自動加1。若在剛寫完一個數據后執行讀操作，讀出的數據應剛好為前一次寫入的數據，可利用這一特點對寫入和讀出的數據進行比較，以判斷傳輸的正確性。
　　如果在軟件校驗時發現讀／寫中的傳輸錯誤，則必須對DS2450芯片進行初始化，并重新進行讀／寫操作。
2．3 DS2450的工作時序
　　DS2450的一線工作協議流程是：初始化→ROM功能命令→存儲器讀寫／轉換控制功能命令→傳輸數據。其工作時序包括初始化時序、寫時序和讀時序，圖2給出了普通工作模式下的工作時序。
3 DS2450與單片機的典型接口設計
　　圖3是MCS－51系列單片機與DS2450的典型連接電路。其中DS2450的DATA端接AT89C51的P1．0，該電路采用外接電源供電方式，其DS2450的VCC端用 5V電源供電。此例僅對D通道進行A／D轉換，AIN－D接模擬信號輸入；AIN－A和AIN－B外接上拉電阻到電源，其輸出可作為D通道的高、低限報警信號。
如果單片機系統所用的晶振頻率為12MHz，那么可根據DS2450的初始化時序、寫時序和讀時序來分別編寫三個子程序：其中INIT為初始化子程序，可用于發送復位脈沖并接收存在脈沖；WRITE為寫（命令或數據字節）子程序；READ為讀數據子程序。所有要讀寫的命令或數據字節均被放在A寄存器中。