ad1674應(yīng)用電路

ad1674應(yīng)用電路

1 硬件設(shè)計(jì)
1.1 AD1674 接口電路
文獻(xiàn)[1]詳細(xì)介紹了AD1674 芯片的性能和控制信號的時(shí)序。在完全受控方式下，最好是用邏輯控制信號CE 啟動(dòng)數(shù)據(jù)讀或A/D 轉(zhuǎn)換；在CE 有效時(shí)，片選信號CS 應(yīng)有效，并且控制信號R/C 和A0 已確定，只有滿足這種時(shí)序，AD1674 才能正常工作。

1.2 A/D 轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)的讀時(shí)序
對A/D 接口電路而言，只有PC 機(jī)的時(shí)序與AD1674 的要求時(shí)序匹配才能保證電路的正常工作。該電路的A/D 轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)的讀時(shí)序如圖1 所示。

A 在/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，8253 的定時(shí)脈沖或端口寫脈沖QD 經(jīng)過延時(shí)和調(diào)節(jié)定時(shí)寬度后，使A/D 的使能控制CE 開始啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。同時(shí)QD 寬度為1μs 的低電平脈沖（在端口寫啟動(dòng)方式下，1μs 的低脈沖是由端口寫脈沖經(jīng)調(diào)節(jié)定時(shí)寬度后獲得）使R/C的轉(zhuǎn)換有效，A0 及片選CS 可在A/D 轉(zhuǎn)換前設(shè)置為有效。當(dāng)讀取A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)時(shí)，端口讀信號或DMA 讀信號D 直接使A/CD 的使能控制CE 啟動(dòng)數(shù)據(jù)讀，此時(shí)R/C=1，R/C 的讀有效，開始12 位數(shù)據(jù)的讀取。當(dāng)A0=0 時(shí)，讀取高八位數(shù)據(jù)；當(dāng)A0=1 時(shí)，讀取數(shù)據(jù)低四位，讀完后A0=0，準(zhǔn)備下一次A/D 轉(zhuǎn)換。可見該時(shí)序既能與PC 機(jī)接口，又能使AD1674 正常工作。

1.3 A/D 轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)讀取的實(shí)現(xiàn)電路
本電路的AD1674 工作在完全受控方式。A/D 轉(zhuǎn)換為12 位，而轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)分兩次讀取，即先讀數(shù)據(jù)的高八位，后讀數(shù)據(jù)的低四位。

1.3.1 A/D 轉(zhuǎn)換的啟動(dòng)方式

A/D 轉(zhuǎn)換的啟動(dòng)方式有兩種：8253 定時(shí)器硬件啟動(dòng)和寫端口軟件啟動(dòng)。

8253 定時(shí)器啟動(dòng)方式應(yīng)用于對數(shù)據(jù)采集的時(shí)隔要求準(zhǔn)確的場合，該方式是利用8253 的定時(shí)脈沖啟動(dòng)A/D 轉(zhuǎn)換，通過8253 數(shù)據(jù)總線緩沖器（端口地址為0X23F）輸出鑒別通道的計(jì)數(shù)初值，通過向6 位鎖存器74LS174（端口地址為0X23B）寫入控制字設(shè)定8253 的控制字以及A/D 片選控制位。6 位鎖存
器數(shù)據(jù)位定義說明如下：
A1A0=00:0X23D 口輸出的數(shù)據(jù)為計(jì)數(shù)器0 的計(jì)數(shù)值。
A1A0=01:0X23F 口輸出的數(shù)據(jù)為計(jì)數(shù)器1 的計(jì)數(shù)值。
A1A0=10:0X23F 口輸出的數(shù)據(jù)為計(jì)數(shù)器2 的計(jì)數(shù)值。
A1A0=11:0X23F 口輸出的數(shù)據(jù)為計(jì)數(shù)器8253 的方式字。
G0G1=1:起動(dòng)計(jì)數(shù)器0 和計(jì)數(shù)器1；G0G=0：禁止計(jì)數(shù)器0 和計(jì)數(shù)器1。
CS=1:選中A/D 芯片CS=0；不選中A/D 芯片。

具體的實(shí)現(xiàn)電路如圖2 所示。首先將8253 定時(shí)通道0 與通道1 串聯(lián)起來定時(shí)，通道0 的時(shí)鐘輸入CLK0 的頻率是2MHz，工作在方式3（方波比率發(fā)生器）下，通道0 的輸出OUT0 為頻率1MHz 的方波，作為通道1 的輸入時(shí)鐘CLK1。通道1 設(shè)定為方式2，即通道1 的輸出OUT1 從輸出開始一直維持高電平，計(jì)數(shù)回零后，輸出為低電平并自動(dòng)重新裝入原計(jì)數(shù)值，低電平維持一個(gè)時(shí)鐘周期后，輸出恢復(fù)高電平并重新作減法計(jì)數(shù)。輸出OUT1 分為兩路信號，一路通過與門U18A 輸出，作為AD1674 的R/C 控制信號；另一路經(jīng)過單穩(wěn)觸發(fā)器U24 延時(shí)和調(diào)節(jié)定時(shí)寬度后，再通過或門U15C 輸出作為AD1674 的CE控制信號。當(dāng)OUT1 輸出寬度為1μs 的低電平脈沖時(shí)，一方面使控制信號R/C 的轉(zhuǎn)換有效，同時(shí)經(jīng)延時(shí)和調(diào)節(jié)定時(shí)寬度后，使A/D 的使能控制CE 開始啟動(dòng)A/D 轉(zhuǎn)換。因此在裝入計(jì)數(shù)初值以后，只要設(shè)置6位鎖存器U8 的控制字，就可利用8253 定時(shí)器啟動(dòng)A/D。

寫啟動(dòng)A/D 方式應(yīng)用于軟件定時(shí)，即通過對端口（地址為0X23D）寫來觸發(fā)A/D 轉(zhuǎn)換。如圖2 所
示，端口寫信號一方面經(jīng)過單穩(wěn)觸發(fā)器U6A 調(diào)節(jié)定時(shí)寬度（寬度為1μs）后，作為AD1674 的R/C 控制信號，同時(shí)經(jīng)過另一單穩(wěn)觸發(fā)器U24 延時(shí)和調(diào)節(jié)定時(shí)寬度后，再通過或門U15C 輸出作為AD1674 的CE控制信號。

可見兩種啟動(dòng)A/D 轉(zhuǎn)換的過程相似。相比較而言，前者的采樣間隔是由8253 定時(shí)脈沖的周期決定
的，屬于可編程定時(shí)器方式定時(shí)，共特點(diǎn)是采樣間隔準(zhǔn)確；后者則由相鄰兩次寫端口（地址為
0X23D）的時(shí)間差決定采樣間隔，為軟件定時(shí)方式，特點(diǎn)是靈活方便。

1.3.2 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取方式
在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)讀取A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的方式一般有三種，即查詢、中斷和DMA 方式。其中查詢方式就是通過查詢標(biāo)志位來判斷A/D 是否轉(zhuǎn)換完畢，如果A/D 轉(zhuǎn)換完畢則讀入轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。這種方式下CPU 主動(dòng)查詢，通過CPU 讀取A/D 轉(zhuǎn)