基于SPI接口隔离的分组A／D转换设计与实现

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一种简单实用的A／D转换接口电路

数字码有两种输出方式：串行输出与分时并行输出…。
１１串行输出时序分析．
当ｓＢ、ｚＢ、８串行输出时序如图１示。从图１示的时序可码。类似地，Ｄ为高电平时，ｌＢ、４Ｂ输出万位所所
Ｄ以看到，一个完整的测量周期包括３阶段：个自动稳零ＢＣ码。据此，果单片机要接收ＩＩ１５分时输出的如Ｃ３７即ＡＺ阶段；信号积分即ｓ阶段；Ｉ参考电压积分即Ｒ阶Ｉ
电路的驱动程序。与常见的接口电路比较．具有结构简单、占用单片机资源少、执行速度快的特点。
关键词：片机单
ＡＤ转换器／
接口电路
中圈分类号：Ｐ３Ｔ３５
ＳｍｐｅａｄＰａｔａｎｅｆｃｆ／ｏｖｒｒｉｌｎｒｃｉｌｔａｅＤＣｎｅｔｃＩｒｏＡｅ
的时钟周期数，减去１０１数后剩余的数。００个
２硬件接口电路
根据图１所示时序设计的硬件接口电路如图２所示。ＩＬ１５仪通过两根ＩＯ线与ＡＴ９５Ｃ７３／８Ｃ２相接，仅
Ｃ至少要占用９条ｉｏ线。从读出时间上分析，／段。自动稳零Ａ阶段结束后，Ｃ７３ＺＩＬ１５的２引脚ＢＤ码，１从Ｄ到的高电平输出要占用１０ｌ００个时钟周期，ＢＳＵＹ开始跳变为高电平。在整个信号积分ｓＩ阶段，Ｃ７３Ｄ００ＢＹ一直维持高电平，ＵＳ直到参考电压积分Ｒ阶段积分ＩＬ１５一个完整的Ａ／转换需４０２个时钟周Ｉｌ当选择时钟频率为１０Ｈ时，取ＡＤ转换结Ｊ２ｋｚ读／回零后再经过１时钟周期为止，ＵＹ重新恢复为低期ｌ，个ＢＳ

A／D和D／A转换的数学光电隔离电路

A／D和D／A转换的数学光电隔离电路
公茂法
【期刊名称】《电子技术应用》
【年(卷),期】1994(000)004
【摘要】为了提高单片机检测控制系统的抗干扰能力,有效的方法是进行光电隔离.对开关量信号的光电隔离是很容易的,但对模拟量的隔离要相对困难一些.采用数字光电隔离法实现模拟量隔离,其优点是不存在非线性问题,且成本低.数字光电隔离电路如图1所示.该电路含16路8位A/D转换、双路8位D/A转换,通过一片8255实现与单片机8031硬件接口.其中PB口作A/D数字隔离后的信号输入,PA_(4～7)作16路模拟输入的模拟开关控制.PA_3作A/D转换的起动.PC口作D/A的数字输出,PA_0、PA_1作两片D/A的片选控制和第一级寄存器写入,PA_2同时控制两片D/A的第二级寄存器写入.
【总页数】1页(P47)
【作者】公茂法
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TP211.6
【相关文献】
1.适用于变频控制类芯片的新型光电耦合隔离电路 [J], 吕正;颜湘武;曲伟;邓天成
2.一种模拟信号的光电隔离电路 [J], 文明;邓红超;董浩
3.新型线性光电隔离电路的设计 [J], 宁春巍;丁国清
4.无源4～20mA线性光电多路隔离电路 [J], 陈建文
5.模拟光电隔离电路HCPL-7840在闪光焊逆变电源中的应用 [J], 王志伟;易琼因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于串行外设接口(SPI)的CAN总线隔离扩展设计

基于串行外设接口(SPI)的CAN总线隔离扩展设计摘要：介绍了利用SPI口实现CAN总线隔离扩展的一种通信控制系统，详细叙述了此通信控制系统中主从通信模块的硬件设计控制，软件设计流程及实现方法。

关键词： CAN总线 SPI口 XINT1中断一、引言 CAN总线是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行数据通信协议，它是一种多主总线，网络上任意一个节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其它节点发送信息，而不分主从，节点之间有优先级之分，因而通信方式灵活；CAN可以点对点、一点对多点（成组）及全局广播等几种方式传送和接收数据；CAN采用非破坏性位仲裁技术，优先级发送，可以大大节省总线冲突仲裁时间，在重负荷下表现出良好的性能。

CAN上的节点数实际可达110个，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，直接通信距离最远可达10km（传输速率为5kbps）；最高通信速率可达1Mbps（传输距离为40m）。

CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码，CAN数据链路层采用短帧结构，每一帧为8个字节，易于纠错。

可满足通常工业领域中控制命令，工作状态及测试数据的一般要求。

同时，8个字节不会占用总线时间过长，从而保证了通信的实时性。

CAN总线具有较强的纠错能力，每帧信息都有CRC校验及其它检错措施，有效地降低了数据的错误率。

CAN节点在错误严重的情况下，具有自动关闭的功能，使总线上其它节点不受影响。

支持差分收发，因而适合高干扰环境。

我们设计的一种CAN总线主从通信控制系统如图1所示，该控制系统采用内外两层隔离控制形式，主控台向主CAN网络发送指令和数据，通过主从通信模块与从CAN网络中的节点通信，对分系统控制单位进行数据采集和控制。

此系统使CAN总线的节点数增加了n倍；CAN 总线的传输速率和通信距离大幅度的提高；抗干扰能力也大幅度的增强。

本文讨论的是CAN 总线主从通信控制系统中主从通信模块的硬件、软件设计及实现方法。

华科串行接口AD换实验报告

DAC121S101中断控制方式接口电路四．实验步骤1.硬件平台建立1)参照11章使用XPS创立一个基于AXI总线的最小计算机系统。

2)添加AXI Interrupt Controller IP核：a.在IP Catalog标签中，双击下面图标创立INTC IP核：b.将microblaze_0实例的INTERRUPT引脚选择axi_intc_0_INTERRUPT，如图：3)参加AXI SPI接口控制器：a.如下图，选择AXI SPI。

b.配置SPI接口参数如下图。

这是由于该SPI接口仅需要输出数据，而且一次传输需要16位数据，一个从设备，且D/A转换芯片要求SCLK 最高速率30MHz，由于AXI总线频率为100MHz，一次分频比为8，此时SCLK的频率仅为12.5MHz。

c.设置端口连接配置，如图：4)为AXI INTC添加中断源，如图：5)配置UCF文件：在UCF文件中修改如下图配置，此时是通过PMOD JA上排插针进展连接：NET "CLK" TNM_NET = sys_clk_pin;TIMESPEC TS_sys_clk_pin = PERIOD sys_clk_pin 100000 kHz;NET "CLK" LOC = "E3" | IOSTANDARD = "LVCMOS33";NET "RESET" LOC = "E16" | IOSTANDARD = "LVCMOS33";NET "RsRx" LOC = "C4" | IOSTANDARD = "LVCMOS33";NET "RsTx" LOC = "D4" | IOSTANDARD = "LVCMOS33";NET "axi_spi_0_SS_pin" LOC = "B13" | IOSTANDARD = "LVCMOS33"; NET "axi_spi_0_MOSI_pin" LOC = "F14" | IOSTANDARD = "LVCMOS33"; NET "axi_spi_0_MISO_pin" LOC = "D17" | IOSTANDARD = "LVCMOS33"; NET "axi_spi_0_SCK_pin" LOC = "E17" | IOSTANDARD = "LVCMOS33";6)创立工程过程完成后，a.在主界面下选择Hardware->Generate Netlist;b.在主界面下选择Hardware->Generate Bitstream;c.单击Graphical Design View，可以看到系统的连接图，如下：2.软件平台建立(1)SDK提供的外设驱动以及应用程序1.点击project->Expert Hardware Design to SDK…，点击Export&Launch SDK：2.在SDK中，建一个空的c文件，输入源代码(2)源代码：#include"xparameters.h"#include"xspi.h"#include"xintc.h"#include"xil_exception.h"#define BUFFER_SIZE 2void SpiIntrandler(void *CallBackRef,u32 Statusevent,u32 Bytecount);static XIntc IntcInstance;static XSpi SpiInstance;volatileint TransferInProgress;int Error;u8ReadBuffer[BUFFER_SIZE];u8 WriteBuffer[BUFFER_SIZE];int main(void){int Status;Status=XSpi_Initialize(&SpiInstance,XPAR_SPI_0_DEVICE_ID);Status=XIntc_Initialize(&IntcInstance,XPAR_INTC_0_DEVICE_ID);Status=XIntc_Connect(&IntcInstance,XPAR_INTC_0_SPI_0_VEC_ID,(XInterruptHandler)XSpi_InterruptHandler,(void *)&SpiInstance);Status=XIntc_Start(&IntcInstance,XIN_REAL_MODE);XIntc_Enable(&IntcInstance,XPAR_INTC_0_SPI_0_VEC_ID);microblaze_register_handler((XInterruptHandler)XIntc_InterruptHandler,&IntcInstance); microblaze_enable_interrupts();XSpi_SetStatusHandler(&SpiInstance,&SpiInstance,(XSpi_StatusHandler)SpiIntrandler);Status = XSpi_SetOptions(&SpiInstance,XSP_MASTER_OPTION |XSP_CLK_PHASE_1_OPTION); Status = XSpi_SetSlaveSelect(&SpiInstance,1);XSpi_Start(&SpiInstance);while(1){TransferInProgress = TRUE;XSpi_Transfer(&SpiInstance,WriteBuffer,ReadBuffer,2);while(TransferInProgress);u16temp;temp = ReadBuffer[1] << 8;temp += ReadBuffer[0];xil_printf("adc = %d\n\r", temp);int i;for(i = 0; i < 5000000; i++);}return XST_SUCCESS;}void SpiIntrandler(void *CallBackRef, u32 StatusEvent, u32 ByteCount){TransferInProgress = FALSE;if(StatusEvent != XSP_SR_RX_EMPTY_MASK){Error++;}}五．实验结果和调试过程1、连接好硬件模块，并分别将A/D模块的J2插针1号引脚分别连接到GND和VCC，在调试环境下，设置断点如下列图1所示，每次执行RESUME之后，展开RENDBUFFER可以得到如下列图2和图3所示结果。

一种通用SPI总线接口的FPGA设计与实现

ＧＡ．ＥＤＮ，ｖ４８，ｎ２７，Ｄｅｃ１１，２００３，ｐ１４
【２１朱海君，敬岚，陆军．基于ＭＳＣｌ２ｌＯ单片机的串口通讯设计．微计算机信息，２００４（４）［３】左东广，魏瑞轩．ＳＰｌ接口技术与应用．工业控制计算机２００ｌ狮４）作者简介：华卓立（１９８０一），男（汉族），华南理工大学微电子专业２００５级研究生，研究方向为专用集成电路设计与系统集成。Ｂｉｏｇｍｐｈｙ：ＨｕＡＺｈｕｏ—ｌｉ（１９８０一），Ｇｅｎｔｌｅｍａｎ（Ｈａｎ），ＹｕＤｕＪｉａｎ球ｉ
３设计原构。
１．典型应用ｓＰＩ接口的典型应用如图１所示。微处理器与从设备通过发送指令的方式实现双向数据传输。
蘸
图１２．模块设计
根据ｓＰＩ总线的原理，可分为以下功能模块：通信模块，控制模块月Ｆ０模块（缓冲存储器），配置漠块崩［据收发模块，如图２所示。
２ＳＰＩ总线原理
ｓＰＩ总线由四根线组成：串行时钟线（ｓｃＫ），主机输出从机输入线（Ｍ０ｓＩ），主机输入从机输出线（ＭＩｓＯ），还有一根是从机选择线（Ｓｓ），它们在与总线相连的各个设备之问传送信息。
ｓＰＩ总线中所有的数据传输由串行时钟ｓｃＫ来进行同步，每个时钟脉冲传送ｌ比特数据。ｓｃＫ由主机产生，是从机的一个输入。时钟的相位（ｃＰＨＡ）与极性（ｃＰＯＬ）可以用来控制数据的传输。ｃＰＯＬ＝“０”表示ｓｃＫ的静止状态为低电平，ｃＰｏＬ＝“１”则表示ｓｃＫ静止状态为高电平。时钟相位（ｃＰＨＡ）可以用来选择两种不同的数据传输模式。如果ｃＰＨＡ＝“０”，数据在信号ｓｓ声明华卓立：研究生
3.期刊论文阮航浅谈FPGA的SPI接口控制音频芯片 -仪器仪表用户2008,15(3)
本篇论文主要完成的任务是通过FPGA的SPI接口控制音频codec芯片.然后,基于Cyclone EP1C6Q240C8实验箱进行了软件下载和调试,实验结果表明了系统设计方案的正确性和可行性.

A／D与D／A转换接口教程

系C 的O缓 A0~时 A片N Y1 的OW Y0
插4示S态形 1
插4示S态态 1
的0 理ND D0~插 D0 插4示S形插态 C系 D1~方级1~方 ~ ~ DB1~方
+
+ O芯脚
+扩V 示M插10 时 + 插4示S1形扩 10-1 DAC0方0方 C系芯 +

9查2 D模A

9查2 D模A
8 D/A 1. DAC0808 Y1 318H 2. DAC0808 Y0 319H
3. 1 2 DAC0808 DAC0808 1 N DAC0808 0

9查2 D模A
DAC0方0方 VCC V缓片脚(-器 +扩V V缓片脚(+器 +扩V COM系 V片片 -扩V
的OW

9查电
A模D
STT
L
MOV CX 40H MOV SI 400H MOV DX 312H MOV AL 00H OUT DX AL MOV DX 310H IN AL DX AND AL 80H JNZ L MOV DX 311H IN AL DX AND AL F0H MOV [SI] AL INC SI MOV DX 312H
10-扩 1形
DAC
C系芯

9查2 D模A
Mov dx,318h Mov al,datal Out dx.al Mov dx,319h Mov al,datah Out dx,al

9查2 D模A
12
1. “ 2. “ D/A 12 12 CPU 3.
Va VREF Vb VREF/2 Vc VREF/4 Vd VREF/8
I0 I1 I2 I3 Vd/2R VREF/ 8×2R Vc/2R VREF/ 4×2R Vb/2R VREF/ 2×2R Va/2R VREF/ 1×2R

基于SPI接口的单通道AD采集设计.

课程设计Ⅱ(论文)说明书题目：基于SPI接口的单通道A/D采集设计院（系）：电子工程与自动化学院专业：测控技术与仪器学生姓名：韦军之学号：0900820524指导教师：何锋职称：讲师2012年 12月 28 日摘要本设计基于AT89C52单片机的模拟信号采集转换显示系统的硬件设计，设计主要组成由电位器模拟输入、控制电路、SPI传输数据，模数转换，显示电路等几大部分。

系统实现的功能是SPI传输、A/D转换和数值显示。

本设计采用电位器生成模拟信号传送给ADC0832，单片机通过SPI总线数据传输控制ADC0832，经过A/D转换后的数据发送到单片机，由数码管显示，可实现模拟信号采集转换和显示功能。

该系统设计布线简单、体积小、重量轻、性价比高、扩展方便。

如果增添多路模拟转换开关就可实现多路信号采集和显示功能。

本设计可实现对来自现场的0～5V的直流模拟信号的实时采集，适用于温度、流量、压力的过程控制的系统反馈检查环节。

关键词：单片机；SPI；模数转换AbstractThis design is introduced based on the SCM STC89C51 analog signal acquisition hardware design of the display system, The design is mainly composed of the potentiometer analog input control circuit and the display circuit. The functionality of the system is A / D conversion and numerical display.This design use potentiometers to generate analog signals transmitted to the microcontroller, after the microcontroller A / D converter the data is sent to the digital display, that can realize the conversion and display of analog data acquisition. The system design layout is simple, small, light weight, and cost-effective expansion of the convenience. If you add multiple analog converter switch can achieve multi-channel signal acquisition and display functions. This design allows for real-time acquisition from the field 0 ~ 5V DC analog signal, it is applicable to the temperature, Flow and pressure process control system feedback check aspectsKey words：AT89S52; SPI; A / D converter目录引言 (4)1设计要求与方案论证 (5)1.1系统设计任务和要求 (5)1.2方案论证 (5)1.2.1模数转换的选择 (5)1.2.2 51单片机选择 (5)1.2.3 显示部分 (5)2系统总体设计 (6)2.1系统设计框图 (6)2.2 系统部分部件简介………………………………………………………………..................................... 错误！未定义书签。

单片机AD与DA转换实验报告

AD与DA转换实验报告一．实验目的⑴掌握A/D转换与单片机接口的方法；⑵了解A/D芯片0809转换性能及编程方法；⑶通过实验了解单片机如何进行数据采集。

⑷熟悉DAC0832 内部结构及引脚。

⑸掌握D/A转换与接口电路的方法。

⑹通过实验了解单片机如何进行波形输出。

二．实验设备装有proteus的电脑一台三．实验原理及内容1.数据采集_A/D转换（1）原理①ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。

多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。

三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。

②ADC0809引脚结构：D7 ~ D0：8位数字量输出引脚。

IN0 ~ IN7：8位模拟量输入引脚。

VCC：+5V工作电压。

GND：地。

REF（+）：参考电压正端。

REF（-）：参考电压负端。

START：A/D转换启动信号输入端。

ALE：地址锁存允许信号输入端。

（以上两种信号用于启动A/D转换）.EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。

OE：输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。

CLK：时钟信号输入端（一般为500KHz）。

A、B、C：地址输入线。

（2）内容和步骤1.硬件电路设计：设计基于单片机控制的AD转换应用电路。

AD转换芯片采用ADC0809。

ADC0809的通道IN3输入0－5V之间的模拟量，通过ADC0809转换成数字量在数码管上以十进制形成显示出来。

ADC0809的VREF接＋5V电压。

2. 软件设计：程序设计内容(1) 进行A/D转换时，采用查询EOC的标志信号来检测A/D转换是否完毕，经过数据处理之后在数码管上显示。

(2) 进行A/D转换之前，要启动转换的方法：ABC＝110选择第三通道。

ST＝0，ST＝1，ST＝0产生启动转换的正脉冲信号2.D/A转换及数字式波形发生器（1）原理典型D/A转换DAC0832芯片V cc 芯片电源电压, +5V ～+15V VREF 参考电压, -10V ～+10VRFB 反馈电阻引出端, 此端可接运算放大器输出端 AGND 模拟信号地 DGND 数字信号地DI7~ DI0数字量输入信号。

基于单片机A╱D D╱A转换

电子课程设计报告题目：基于单片机A/D D/A转换学校：学院：班级：姓名：学号：指导老师：目录一课程设计目的------------------------------3二芯片简介-----------------------------------3（一）OP37芯片引脚图与功能简介（二）A/D转换芯片ADC0804引脚图与功能简介（三）8051单片机引脚图与引脚功能简介（四）D/A转换芯片DAC8032引脚图与功能简介三子模块设计及硬件电路连接---------9（一）信号源（二）单片机模块（三）A/D转换模块（四）D/A转换模块四总电路图-----------------------------19五课程设计总结---------------------------21六参考书目--------------------------------- 21一设计内容：1.信号源：利用电路产生一个频率为10k，幅值为±5v的模拟正弦信号；2.AD采集电路：对该信号进行16位的采样，转换成数字信号，请选择合适的AD器件并完成电路设计；3.单片机电路：选用合理的单片机，设计单片机最小系统的电路，包含有键盘电路、LED数码管显示电路、复位电路、时钟晶振电路；（20分）DA输出电路：假设将输入的信号同时输出，请选择合适的DA器件并完成电路设计二、芯片简介（一）正弦波生成模1. 特征（1）低噪声，80nV p-p（0.1赫兹到10赫兹）（2）低漂移，0.2纳伏每摄氏度（3）高速，17 V /u S的转换率（4）63 MHz的增益带宽（5）低输入失调电压，10n V（6）优秀的CMRR，126分贝（拱11 V的电压）(7) 高开环增益，1.8万(8) 替换725，OP-07，SE5534在收益> 52. 概述该OP37 与OP27提供的同样高的性能，但设计优化与收益大于电路5(SE5534 In Gains > 5)，这种设计变更增加转换率至17 V / uS 和增益带宽积为63兆赫。

第章SPI与模拟量转换

第10章SPI与模拟量转换SPI（串行外设接口）是Freescale公司推出的一种同步串行通信接口，用于MCU 和外围扩展芯片之间的串行连接，现已发展成为一种工业标准。

目前，各半导体公司推出了大量的带有SPI接口的芯片,如RAM、EEPROM、Flash ROM、A/D、D/A转换、LED/LCD驱动、I/O接口、实时时钟等。

本章首先讨论SPI及编程方法。

计算机只能处理数字量，对于温度、压力、速度和流量等模拟量必须经过A/D转换才能为计算机所处理。

计算机要干预对外部需要模拟量进行控制的装置，需要通过D/A转换.GP32内部有8路8位A/D转换，没有D/A转换。

本章给出GP32内部A/D 转换的编程方法。

本章随后给出利用MCU的SPI进行12位A/D转换芯片TLC2543及10位D/A芯片的扩充，并给出具体实例。

所给出A/D实例，包含的基本的滤波方法，可以直接应用于实际工程。

对常见传感器的简介，有助于初学者对A/D转换的理解与实践.作为知识积累，还对常用传感器进行了介绍.10.1 SPI的基本工作原理10.1.1 SPI概述串行外设接口(SPI，Serial Peripheral Interfac)是Freescale公司推出的一种同步串行通信接口,用于微处理器和外围扩展芯片之间的串行连接,现已发展成为一种工业标准。

目前，各半导体公司推出了大量的带有SPI接口的具有各种各样功能的芯片,如RAM、EEPROM、Flash ROM、A/D转换器、D/A 转换器、LED/LCD显示驱动器、I/O接口芯片、实时时钟、UART收发器等，为用户的外围扩展提供了极其灵活而价廉的选择.Freescale 08系列MCU中含有串行外设接口模块,它是MCU与外界联系的重要方式之一。

SPI特性描述如下：①全双工。

②主、从工作方式。

③发送和接收的数据寄存器相互独立从而实现双缓存操作。

④主机可以设定4种工作频率(最大可达总线频率的二分之一）。

A-D转换器接口电路

24
12位ADC与PC接口举例 –硬件连接
A0
A9 ~ A1 8088
地址译码
IOR
IOW
ENB
D7 D7 ~ D0
A0 CS
AD574A R/C CE
STS DB0~ DB7
DB8~ DB11 12/8
25
12位ADC与PC接口举例 –软件连接
程序采用固定延时法（亦可使用查询法）。
MOV DX，220H ；启动一次12位转换
HIGHBYTE ENABLE
数据输出
两次输出的A/D转换器与8位CPU接口示意图 19
A/D转换输出控制－— 位数不匹配问题
IOW
A9 ~ A0
IOR CPU
D7 ~ D0
CS1 地址译码
CS2
OE 2 LOAD 三态琐存器
START
OE 1
12 位 A/ D 转换器
D11 D8 D7 D0
一次输出的A/D转换器与8位CPU接口示意图
LEA
SI，DAT1 ；存放数据内存首地址
AG2：MOV CH，16
；每次检测路数
MOV BL，一1
AG1：INC BL ；通道号
30
1.3 A/D转换器应用举例 –软件连接
MOV DX，310H
MOV AL，BL
OUT DX，AL
；打开对应通道
MOV DX，312H
OUT DX，AL
；启动12位转换
；读取结果
MOV DATA，AL
；存入指定单元
22
8位ADC与PC接口举例 –软件设计
采用中断法，将通道1的模拟量转换成数字量，结果放于DATA单元。当使用中断法时，应将ADC0809的EOC连接到系统中断申请输入端INTR上，当转换结束时，EOC变为高电平，向CPU提出中断请求。在中断服务程序中，CIU读取转换结果，并送结果单元保存。

基于塑料光纤的SPI高压隔离通信接口设计

基于塑料光纤的SPI高压隔离通信接口设计关键词：塑料光纤高压隔离POF工业电线端子SPI电力输配电现场存在各种各样的干扰，电力仪表的传感器部分往往处于高电位，所以，高压隔离通信是电力电子设计中经常遇到的课题。

根据隔离信号种类的不同，分为模拟信号隔离和数字信号隔离；根据隔离介质的不同，又分为变压器隔离、运放隔离、光耦隔离、红外隔离、光纤隔离、无线隔离等。

模拟信号的隔离常用隔离运放，这种方法存在隔离过程中可能引入新的量化误差。

输入信号频率不能太高等问题。

而数字信号隔离则没有上述问题。

因此，数字信号隔离应用广泛。

特别是塑料光纤隔离具有隔离电压高，工作频率比较宽，也无需进行信号调制解调，隔离距离较远，不易被干扰，可靠性高，硬件接口简单，成本比较低的优点。

因此，塑料光纤隔离传输在电力系统中具有广阔的应用前景。

1塑料光纤与电缆相比，塑料光纤POF(Plastic Optical Fiber)不受电磁干扰、无电磁辐射。

与玻璃光纤相比，塑料光纤成本低，较柔软、容易安装和维护，POF芯径通常为0．3～1mm，而玻璃光纤芯径为62．5μm或50μm，芯径大10倍左右的POF连接对准容易，连接中即使有30μm的偏移，也不严重影响耦合损耗(约增加损耗0．03dB)，从而显著降低系统的总成本。

在高压隔离通信中，常用的软件协议有RS232总线，SPI总线，CAN总线等，这些接口的信号频率小于10MHz。

UOC24MGTBR是一个光收发器（图1），标准电线端子结构，使塑料光纤像电缆连接一样方便。

它将数字电信号转化为光信号并传输数据，通过光发送模块将数字电信号转换为数字光信号，转化后的光信号通过塑料光纤到达光接收模块。

光接收模块将光信号转换回数字电信号。

光发送模块主要元件是LED，它是一个光发射元件，通过驱动电路来驱动。

光接收模块由感光元件和波形修整电路组成。

电路使用标准的TTL电平，它们能够很容易与外围电路相配合。

图1UOC24MGT/BR光收发器外观2硬件电路设计基于可见光通讯的光收发模块很多，其硬件接口也各有不同，这里以UOC24MGT和UOC24MBR为例，说明塑料光纤的接口电路设计方法。

便携式心电遥测系统中A_D转换的实现

收稿日期:2007-06-06基金项目:安徽省自然科学基金资助项目(2006KJ086B)作者简介:赵正平(1976-),女,安徽巢湖人,硕士研究生,讲师,研究方向为计算机应用、信号处理;吴小培,教授,博士,研究方向为盲信号处理、生物医学信息处理;陈蕴,教授,研究方向为图像处理与模式识别、生物信息处理。

便携式心电遥测系统中A/D 转换的实现赵正平1,2,吴小培2,陈蕴1(1.阜阳师范学院计算机系,安徽阜阳236032;2.安徽大学计算机科学与技术学院,安徽合肥230039)摘要:传统的心电信号模数转换电路大多采用并行的A/D 转换芯片,所以系统体积较大、功耗也大,不便于使用电池供电和随身携带。

为解决上述问题提出了一种体积小、成本低、功耗低的心电信号A/D 转换设计方案。

在硬件电路开发设计中使用的是12位串行的A/D 转换芯片MAX187,其转换速度并不慢,完全满足对心电数据采样的要求。

详细地给出了AT 89S51单片机与MAX187的接口以及单片机对MAX187的控制程序,具有很好的应用价值。

关键词:MAX187;A/D 转换;单片机;便携式中图分类号:T P334 文献标识码:A 文章编号:1673-629X(2008)03-0207-03Realization of A/D Conversion in Portable ECG Telemetry SystemZHAO Zheng ping 1,2,WU Xiao pei 2,CHEN Yun 1(puter Department,Fuy ang N ormal College,Fuyang 236032,China;2.School of Computer Science and T echnology ,Anhui U niversity,Hefei 230039,China)Abstract:The traditional ECG A/D conversion circuit used mostly parallel A/D conversion chip,therefore the system size,pow er con sumpti on i s large,does not facilitate the use of battery-powered and portable.T o resolve these issues,propose a small size,low cost,low pow er ECG A/D conversi on design.In the development of hardw are circuit design using a 12-bi t serial A/D conversion chip M AX187,its conversion rate is not slow,completely satisfies to the ECG data sam pling requirements.Presented microcontroller interface in detail AT89S51and M AX187as w ell as the control procedure,it has a good application value.Key words:M AX187;A/D converter;single-chip microprocessor;portable0 引言文中研究的遥测系统,其信道中传输的是离散的二进制数字信号,所以,从人体采集到的模拟的心电信号必须要经过A/D 转换后,才能送入单片机处理,然后由发射模块发送出去。

SPI总线在隔离系统中的处理方法

SPI总线在隔离系统中的处理方法SPI(串行外设接口)总线成为设计师宠儿的原因有多种。

SPI总线支持高速工作模式，可在短距离内(如电路板芯片间)以最高60 Mbps 的速率传输数据。

总线在原理上很简单，由一个时钟、两条数据线路和一个芯片选择信号构成。

由于数据出现在时钟的一个相位上并在相反相位读回，因此，在速率上出现延迟和失配的几率非常大。

最后，总线是由单向线路构成的，这种设计简化了其在微处理器中的实现方式，消除了流程控制问题，非常适合光耦合器或数字隔离器的隔离应用，因为隔离器天生就属于单向器件。

在热量或压力监测系统等工业应用中，与传感器前端的ADC进行通信无需高采样速率，因而也不需要高SPI时钟速率。

甚至可以利用多种隔离技术轻松实现隔离设计，但要求总是随着时间的推移而发展的。

而长走线距离、高数据速率、隔离需求等要求也使得古老的SPI接口受到了瓶颈限制。

在本文中，我们将探讨SPI总线、其限制及其在隔离系统中的处理方法。

将隔离式SPI性能推向极致的一种应用是高动态范围传感器接口。

要构造宽动态范围的系统，设计师首先要选择一个信噪比(SNR)良好的ADC，而信噪比通常与字长相关；转换器的常用字长是16位。

但是，如果需要更高的动态范围，则可采用其他技术，比如输入可变增益放大技术、过采样技术等。

过采样技术以带宽换取噪声抑制性能。

如果采样频率增加一倍，噪声性能一般会提高3 dB。

例如，如果过采样速率为75倍，则噪声性能和动态范围将提高约18 dB。

以75倍速率对信号进行过采样意味着，以900 kSPS运行的ADC在约6 kHz的带宽范围内，可使动态范围提高18 dB。

当然，带宽和动态范围可以进行权衡，但最终，尽量提高ADC的工作速率有着巨大的好处。

这意味着，SPI总线必须跟上这些巨量数据的步伐。

我们来看一个例子，其中采用了一个面向高采样速率应用的典型组件，比如，运行速率最高达2.5MSPS的ADI AD705 Pulsar ADC。

一种8通道12位逐次逼近式A_D转换器的设计

一种8通道12位逐次逼近式A /D 转换器的设计彭新芒,杨银堂,朱樟明(西安电子科技大学微电子研究所,陕西省西安市710071)摘　要:设计实现了一个8通道12位逐次逼近式A /D 转换器。

A /D 转换器内部集成了多路复用器和并行到串行转换寄存器、复合型D /A 转换器,实现数字位的串行输出。

整体电路采用HSP I CE 进行仿真,转换速率为133ks p s (千次采样每秒),转换时间为7.5μs 。

通过低功耗设计,工作电流降低为2.8mA 。

芯片基于0.6μm B i C MOS 工艺完成版图设计,版图面积为2.5mm ×2.2mm 。

关键词:逐次逼近式A /D 转换器;复合结构D /A 转换器;低功耗;B i C MOS中图分类号:TP335.1收稿日期:2006208210;修回日期:2006210210。

基金项目:国家自然科学基金(60476046);教育部博士学科点基金(20050701015);部委基金(51408010304DZ0140,51408010205DZ0164)。

0　引　言A /D 转换器是模拟系统与数字系统接口的关键部件,长期以来一直被广泛应用于雷达、通信、电子对抗、声纳、卫星、导弹、测控系统、医疗、仪器仪表、图像和音频等领域。

计算机和通信产业的迅猛发展,进一步推动了A /D 转换器在便携式设备上的应用并使其有了长足进步,A /D 转换器正逐步向高速、高精度和低功耗的方向发展。

目前市场上占统治地位的A /D 转换器主要是:逐次逼近式、∑2Δ式、流水线式。

∑2Δ式可以实现很高的分辨率,流水线式可以保证很高的采样速率,这两种体系结构都是为了满足某种特定需求的纵向市场而设计的,而逐次逼近式A /D 转换器在速度、精度、功耗和价格方面具有综合优势,因此本文串行输出A /D 转换器采用逐次逼近式结构。

逐次逼近式A /D 转换器是采样速率低于5MSPS (百万次采样每秒)的中高分辨率应用的常见结构,其分辨率一般为8位～16位,具有低功耗、小尺寸等特点,因而具有较宽的应用范围,如便携式/电池供电仪表、笔输入量化器、工业控制和数据/信号采集器等。

A／D、D／A转换接口PPT教学课件

换成模拟量
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MCS－51与DAC0832的接口单片机与DAC0832的接口，可根据需要按二级缓冲器方式、单级缓冲器方式和直通方式联接。
1、单缓冲器连接方式 DAC0832以单缓冲器方式与8051的接口电路图所示。
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P0
8051
ALE P2.7
WR
74LS373 G
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2
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3
D／A转换接口DAC0832
DAC0832 是带有两级数据输人缓冲锁存器的8位D／A转换器。其引脚如图所示。
CS WR1 AGND
DI3 DI2 DI1 DI0 Vref Rfb DGND
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20
2
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3
18
4
17
5 DAC 16 6 0832 15
１、２分别同时送1#、2#DAC寄存器，并同时转换，同步输出
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9.2.3D/A 转换器的主要技术指标 • 1、分辨率 • 2、转换误差 • 3、线性误差 • 4、转换速度 • 5、接口形式
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模／数转换器ADC0809
ADC0809 是一种典型的A／D转换器，是8位 8通道的A／D转换器，其引脚如图所示。
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图9-6是8051和二片双缓冲器方式 DAC0832的接口电路。利用此电路可以输出一对同步信号，如从X、Y输出一组同步的锯齿波和正弦波信号。
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下面是从X、Y同步输出不同电压的程序： MOV DPTR，#addr1 ；1#输入寄存器地址 MOV A，DATA1 ；数字量１送A MOV @DPTR，A ；数字量１送1＃输入寄存器 MOV DPTR，#addr2 ；2#输入寄存器地址 MOV A，DATA2；数字量２送A MOV @DPTR，A ；数字量２送２＃输入寄存器 MOV DPTR，#addr3 ；1#、2#DAC寄存器地址 MOV @DPTR，A ；1#、2#输入寄存器的数字量