51單片機(jī)與TLV2548串行A／D的接口設(shè)計

O 引言
TLV2548是TI公司生產(chǎn)的12位、多通道、小尺寸、低功耗、高速串行A／D轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。
MCS-51系列單片機(jī)歷經(jīng)了多年的發(fā)展，其應(yīng)用技術(shù)已十分穩(wěn)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(jīng)歷，因此，可以適用低成本、控制簡單、數(shù)據(jù)處理量不大、可靠性要求較高的航天產(chǎn)品中。
為此，本文將介紹80C32E單片機(jī)與TLV2548的接口電路及其控制程序的設(shè)計方法。

1 接口電路設(shè)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(chǎn)生SPI串行接口信號，從而實現(xiàn)對TLV2548的控制與數(shù)據(jù)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(nèi)的模擬電路與參考電路進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。由于本文不使用節(jié)電方式，因此將其接高電平。另外，引腳為轉(zhuǎn)換結(jié)束及向處理器請求中斷信號，的下降沿表示轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)可以輸出，本電路中，此信號沒有連接，因為TLV2548的轉(zhuǎn)換速度很快(3．6μs)，而單片機(jī)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(zhuǎn)換結(jié)束，這樣編程比較簡單，同時也可節(jié)省80C32E的硬件資源。數(shù)據(jù)線SDI與SDO為80C32E與TLV2548之間的數(shù)據(jù)傳輸線。
TLV2548有單次(00)、重復(fù)(01)、掃描(10)及重復(fù)掃描(11)模式四種轉(zhuǎn)換模式，各模式的用法略有區(qū)別；有普通與擴(kuò)展兩種采樣方式。擴(kuò)展采樣方式的優(yōu)點在于A／D的采樣與轉(zhuǎn)換時間不受時鐘信號SCLK的限制，其采樣、轉(zhuǎn)換由電平控制。時間短、速度快。本文選用11重復(fù)掃描模式與擴(kuò)展采樣方式，來對TLV2548中的6個通道(A0～A5)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
圖l中的MAX706為看門狗復(fù)位電路，OSCIC為16 MHz晶振。

2 控制程序設(shè)計
80C32E與TLV2548之間的數(shù)據(jù)與命令是以16位二進(jìn)制形式傳輸?shù)?。其命令格式為：?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(nèi)容。A／D轉(zhuǎn)換值(FIFO)讀出格式為：高12位轉(zhuǎn)換值+低4位忽略。
80C32E接口控制程序的任務(wù)是產(chǎn)生A／D采樣和轉(zhuǎn)換信號，以及SPI串口時序，同時完成TLV2548的轉(zhuǎn)換啟動、轉(zhuǎn)換方式的設(shè)定及轉(zhuǎn)換結(jié)果值的讀取。其程序流程如圖2所示。