80C32E單片機與TLV2548串行A/D的接口設計

　　O 引言

　　TLV2548是TI公司生產的12位、多通道、小尺寸、低功耗、高速串行A／D轉換芯片，它有一個專與DSP連接的幀同步(FS)信號，故可廣泛用于DSP高速數據采集系統中。

　　MCS-51系列單片機歷經了多年的發展，其應用技術已十分穩定可靠。TLV2548尺寸小、接口簡單。且這兩種芯片都有過上天飛行的經歷，因此，可以適用低成本、控制簡單、數據處理量不大、可靠性要求較高的航天產品中。

　　為此，本文將介紹80C32E單片機與TLV2548的接口電路及其控制程序的設計方法。

　　1 接口電路設計

　　80C32E與TLV2548的接口電路如圖1所示。

　　TLV2548提供了一個SPI串口。80C32E則采用通用I／O口(P1)，并通過軟件編程產生SPI串行接口信號，從而實現對TLV2548的控制與數據的讀寫。

　　TLV2548有5個控制引腳、FS、SCLK、和。其中FS為DSP專用幀同步信號，在微控制器控制方式時，可將其接高電平；為低電平時，片內的模擬電路與參考電路進入節電狀態。由于本文不使用節電方式，因此將其接高電平。另外，引腳為轉換結束及向處理器請求中斷信號，的下降沿表示轉換后的數據可以輸出，本電路中，此信號沒有連接，因為TLV2548的轉換速度很快(3．6μs)，而單片機中斷與查尋方式不能提高時間效率，故采用軟件延時等待轉換結束，這樣編程比較簡單，同時也可節省80C32E的硬件資源。數據線SDI與SDO為80C32E與TLV2548之間的數據傳輸線。

　　TLV2548有單次(00)、重復(01)、掃描(10)及重復掃描(11)模式四種轉換模式，各模式的用法略有區別；有普通與擴展兩種采樣方式。擴展采樣方式的優點在于A／D的采樣與轉換時間不受時鐘信號SCLK的限制，其采樣、轉換由電平控制。時間短、速度快。本文選用11重復掃描模式與擴展采樣方式，來對TLV2548中的6個通道(A0～A5)進行轉換。

　　圖l中的MAX706為看門狗復位電路，OSCIC為16 MHz晶振。

　　2 控制程序設計

　　80C32E與TLV2548之間的數據與命令是以16位二進制形式傳輸的。其命令格式為：高4位命令+低12配置字。配置寄存器(CFR)讀出格式為：高4位忽略+低12位寄存器內容。A／D轉換值(FIFO)讀出格式為：高12位轉換值+低4位忽略。

　　80C32E接口控制程序的任務是產生A／D采樣和轉換信號，以及SPI串口時序，同時完成TLV2548的轉換啟動、轉換方式的設定及轉換結果值的讀取。其程序流程如圖2所示。

　　下面結合圖1和圖2對TLV2548的接口控制程序進行介紹。

　　首先是初始化，即上電后由80C32E對TLV2548進行配置。配置時，首先置SCLK(P1．3)為低電平。其次，置低(P1．6)，使信號產生一個下降沿。此時由于FS為高電平。這樣，當的下降沿來臨時，TLV2548默認為微控制器(μP)系統，它將復位內部計數器并使能SDI與SD-O。最后，80C32E向TLV2548(CFR)寫入命令字A000H，從而完成對TLV2548的初始化，其程序代碼為：

　　配置時。可選用TLV2548外部參考電壓和內部振蕩器，并選mode 11重復掃描模式，掃描序列為0一l一2—3—4—5，掃描序列長度3／4。其具體代碼為：

　　3 實驗結果

　　當80C32成功執行初始化配置后，通過清、置可向TLV2548發送6個脈沖，以啟動A／D采樣和轉換。A／D輸出下降沿表示轉換完成，其結果數據可以輸出。隨后的下降沿將使信號變為高電平，同時選中TLV2548并使SDI與SDO有效。最后，由80C32發出串行時鐘信號SCLK(P1．3)并通過SDI、SDO移出命令和讀入數據。圖3所示為運行上述程序后的TLV2548控制時序圖。

　　4 結束語

　　目前，該方案已應用于某航天任務中，實踐證明，本系統性能良好，并已通過電性、鑒定、正樣等產品驗收。鑒于單片機的兼容性，本文所介紹的接口電路與程序也可應用于其它型號的MCS-51系列單片機中。