AD芯片TLC2543与51系列单片机的接口设计
GMS97C51与TLC2543的接口设计
收稿日期:2002-02作者简介:关大陆(1965)),男,讲师,从事自动化教学和科研工作。
GMS97C51与TLC2543的接口设计关大陆(本溪冶金高等专科学校自控系,本溪117000)摘要:介绍GMS97C51单片机与TLC2543A/D 转换芯片的硬件连接和软件设计。
关键词:单片机;A /D 转换器;接口Interface Design between G MS 97C 51and TLC 2543GUAN Da -lu(Autocon trol Department,Benxi M etallurgy Academy,Benx i 117000,China)Abstract:This paper intrduces the design of the software and hardware of the interface circuit between TLC2543and GMS97C51single chip computer.Key words:single -chip compu ter;A/D converter;interface1 TLC2543芯片介绍TLC2543是12位逐次逼近模拟转换器,每个器件有三个控制输入端:片选(C S)、输入/输出时钟(I/O CLOCK)以及DATA 输入端(DATA I NPUT)。
它可以通过一个串行的3态输出端与主处理器或其外围的串行口通信。
除了高速转换和通用的控制能力外,器件还有一个片内的14通道多路器,可以选择11个输入中的任意一个或3个内部自测试电压中的一个。
采样)保持是自动的。
在转换结束时,/转换结束0(EOC)输出端变高以指示转换的完成。
器件具有简化模拟电路以及隔离电源噪声的特点。
引脚图见图1:图12 GMS97C51与TLC 2543接口的硬件设计由于G MS90C51系列单片机不带SPI(Signal Pro -cessing Interface)接口能力,为了和TLC2543模拟转换器连接,需要用软件来合成SPI 的操作。
AD芯片TLC2543与51系列单片机的接口设计
AD芯片TLC2543与51系列单片机的接口设计
夏益民;谢云;刘冰茹
【期刊名称】《广东工业大学学报》
【年(卷),期】2006(023)003
【摘要】从应用角度出发介绍了具有11个输入端的12 bitA/D转换器TLC2543的结构、主要特点、工作原理与编程要点,探讨了TLC2543与51系列单片机的接口方法,用软件合成SPI操作,给出了TLC2543与51系列单片机的接口电路和单片机汇编程序.
【总页数】4页(P118-121)
【作者】夏益民;谢云;刘冰茹
【作者单位】广东工业大学,自动化学院,广东,广州,510006;广东工业大学,自动化学院,广东,广州,510006;广东工业大学,自动化学院,广东,广州,510006
【正文语种】中文
【中图分类】TP368.1
【相关文献】
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tlc2543课程设计
tlc2543课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解tlc2543芯片的基本原理和工作方式。
2. 学生能掌握tlc2543的引脚功能、内部结构及其在模拟信号处理中的应用。
3. 学生能运用已学知识，分析tlc2543与其他电子元件的连接方式和电路设计。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，正确操作tlc2543进行模拟信号的转换。
2. 学生能通过实验和调试，掌握tlc2543的编程方法，实现信号的采集和处理。
3. 学生能结合实际问题，设计并搭建简单的基于tlc2543的模拟信号处理电路。
情感态度价值观目标：1. 学生能积极参与课程学习和实验操作，培养对电子技术和工程实践的兴趣。
2. 学生在团队合作中，学会相互尊重、沟通与协作，培养解决问题的能力和责任感。
3. 学生通过学习tlc2543的应用，认识到电子技术在实际生活中的重要性，激发创新意识。
本课程针对高年级电子技术相关专业学生，结合课程性质，强调理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力和创新思维。
课程目标的设定，旨在帮助学生掌握tlc2543芯片相关知识，提高电子电路设计和编程能力，同时注重培养积极的情感态度和价值观。
通过具体的学习成果分解，教师可进行有效的教学设计和评估，确保课程目标的实现。
二、教学内容本章节教学内容围绕tlc2543芯片的原理与应用展开，主要包括以下部分：1. tlc2543芯片基本原理：介绍芯片的工作方式、转换原理以及其特点与应用领域。
- 教材章节：模拟电子技术基础，第五章“模数转换器”2. tlc2543引脚功能与内部结构：详细解析各引脚的功能、内部结构及其在电路中的作用。
- 教材章节：第五章“模数转换器”中的5.3节“tlc2543引脚功能及内部结构”3. tlc2543编程与操作：介绍芯片的编程方法、操作流程以及相关注意事项。
- 教材章节：第五章“模数转换器”中的5.4节“tlc2543编程与操作”4. tlc2543应用电路设计：分析tlc2543在实际电路中的应用，包括与其他电子元件的连接方式。
TLC2543多通道串行AD转换器及其C51语言单片机应用程序
本文介绍ad转换器tlc2543的工作原理叙述了使用该器件做电路设计及编程经验详细阐述使用该器件设计智能仪表的电路及附带注释的c51程序
TLC2543多通道串行AD转换器及其C51语言单片机应用程序
3多通道串行A/D转换器及其C51语言单片机应用程序
本文介绍A/D转换器TLC2543的工作原理,叙述了使用该器件做电路设计及编程经验,详细阐述使用该器件设计智能仪表的电路及附带注释的C51程序.
串行AD转换器TLC2543与51单片机的接口设计
串行AD转换器TLC2543与51单片机的接口设计摘要：介绍一种多通道高精度串行A/D 转换器TLC2543 的主要特点、工作原理，给出了TLC2543 与51 系列单片机的接口电路及驱动程序。
关键词：串行外设接口；单片机；接口TLC2543 是11 个输入端的12 位模数转换器，具有转换快、稳定性好、与微处理器接口简单、价格低等优点，应用前景好。
由于它带有串行外设接口(SPI，Seri－al PeripheralInterface)，而51 系列单片机没有SPI，因此研究它与51 单片机的接口就非常有意义。
1TLC2543 的引脚及功能TLC2543 是12 位开关电容逐次逼近模数转换器，有多种封装形式，其中DB、DW 或N 封装的管脚图见图1。
引脚的功能简要分类说明如下。
I/OCLOCK：控制输入输出的时钟，由外部输入。
DATAINPUT：控制字输入端，用于选择转换及输出数据格式。
DATAOUT：A/D 转换结果的输出端。
2TLC2543 的使用方法2．1控制字的格式控制字为从DATAINPUT 端串行输入的8 位数据，它规定了TLC2543 要转换的模拟量通道、转换后的输出数据长度、输出数据的格式。
其中高4 位(D7～D4)决定通道号，对于0 通道至10 通道，该4 位分别为0000～1010H，当为1011～1101 时，用于对TLC2543 的自检，分别测试(VREF＋＋VREF－)/2、VREF－、VREF＋的值，当为1110 时，TLC2543 进入休眠状态。
低4 位决定输出数据长度及格式，其中D3、D2 决定输出数据长度，01 表示输出数据长度为8 位，11 表示输出数据长度为16 位，其他为12 位。
D1 决定输出数据是高位先送出，还是低位先送出，为0 表示高位先送出。
D0 决定输出数据是单极性(二进制)还是双极性(2 的补码)，若为单极性，该位为0，反之为1。
2．2转换过程上电后，。
关于TLC2543的总结
关于TLC2543的一些问题TLC2543是我调的第四个模块，严格意义上说第三个，因为A/D与D/A是相互配合使用的，在原理上有很多相同的地方。
比如逐次逼近式的A/D转换芯片，内部就存在一个D/A转换器。
总之二者在原理上有相通的地方，下面是我在调试芯片过程中遇到的一些问题：1、下面是它的管脚图以及结构框图：图1、TLC2543NC管脚图图2、2543的结构框图2、它有0~10共11个输入端口，也就是有11个通道，这11个通道是由DA TA IN的高四位决定的，而DA TA IN的低四位决定了是采用8位、12位还是16位数据输出格式，以及输出是单极性输出还是双极性输出，详见表1.需要注意的是这里的DATA IN并不是用于转换的输入数据，而是对输入通道，及一些相关格式的选择数据，相当于命令数据。
DATA OUT是一个串行的输出端，将输入的模拟量转换为数字量后，一位一位输出出来。
转换结束的信号是由EOC决定的，当它为低时表示转换结束，为高时表示正在转换，这里需要注意的是，现在转换的信号，并须在下一次有效输出信号来临时，才被输出；而当前输出的数据世上一次操作转换的结果，所以要输出当前的转换结果，至少要执行两次有效输出，才能得到正确结果。
表1、2543的输入数据功能表3、下面是2543在使用时的两种不同模式，一种是使用~CS端进行控制，一种是不使用。
很显然，第二种，2543时刻都被选通，时刻都在准备进行数据的转换，这样必然会有一定的功耗，所以如果能合理地设计~CS的选通状态，就可以减少电路的功耗。
同样的，还有以8位数据及16位数据格式输出，原理及时序图都与12位的相同，只有输出结果的位数不同，当然，相应的精度也就不同。
可根据具体需要，进行设置。
图3、采用12位输出数据并使用~CS时的序图图4、采用12位输出数据并不使用~CS时的序图。
TL2543
图3.5TLC2543芯片引脚图图3.6内部结构图3.6 TLC2543芯片引脚及内部结构TLC2543是德州仪器公司生产的12位开关电容型逐次逼近模数转换器，最大转换时间10us，11个模拟输入通道，3路内置自测试方式，采样率为66KSPS，线性误差±1LSBmax，有转换结束输出EOC，具有单极、双极性输出，可编程的MSB或LSB前导，可编程输出数据长度。
它具有三个控制输入端，采用简单三线SPI串行接口可方便的与微机进行连接，图3.5和图3.6分别是TLC2543的引脚排列图和内部结构图。
表3.2是TLC2543的引脚功能说明。
3.7 TLC2543的工作方式和输入通道的选择TLC2543是一个多通道和多工作方式的模数转换器件。
图3.5为其芯片引脚图，图3.6是它的内部结构图。
其工作方式和输入通道的选择是通过向TLC2543的控制寄存器写入一个八位的控制字来实现的。
这个八位控制字由四个部分组成：D7D6D5D4选择输入通道，D3D2选择输出数据长度，D1选择输出数据顺序，D0选择转换结果的极性。
八位控制字的各位的含义如表3.3所示。
主机以MSB为前导方式将控制字写入TLC2543的控制寄存器，每个数据位都是在CLOCK序列的上升沿被写入控制器。
表3.2引脚功能说明3.7.1 TLC2543的读写时序当片选信号/CS为高电平时，CLOCK和DATA-IN被禁止、DATA-OUT为高阻状态，以便SPI总线上的其它器件让出总线。
在片选信号/CS的下降沿，A/D转换结果的第一位数据出现在DATA-OUT引脚上，A/D转换结果的其他数据位在时钟信号CLOCK的下降沿被串行输出到DATA-OUT。
在片选信号/CS下降以后，时钟信号CLOCK的前八个上升沿将八位控制字从DATA_IN引脚串行输入到TLC2543的控制寄存器。
在片选信号/CS下降以后，经历8个(12个或16个)时钟信号完成对A/D转换器的一次读写。
TLC2543
TLC2543在仪器仪表中的应用摘要介绍TI公司的TLC2543的特性，与51系列单片机的接口以及在仪器仪表中的应用。
关键词串行A/D应用1引言TLC2543是TI公司的12位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程。
由于是串行输入结构，能够节省51系列单片机I/O资源；且价格适中，分辨率较高，因此在仪器仪表中有较为广泛的应用。
2TLC2543的特点（1）12位分辩率A/D转换器；（2）在工作温度范围内10μs转换时间；（3）11个模拟输入通道；（4）3路内置自测试方式；（5）采样率为66kbps；（6）线性误差±1LSBmax；（7）有转换结束输出EOC；（8）具有单、双极性输出；（9）可编程的MSB或LSB前导；（10）可编程输出数据长度。
3TLC2543的引脚排列及说明TLC2543有两种封装形式：DB、DW或N封装以及FN封装，这两种封装的引脚排列如图1，引脚说明见表1。
图1TLC2543的封装表1TLC2543引脚说明4接口时序可以用四种传输方法使TLC2543得到全12位分辩率，每次转换和数据传递可以使用12或16个时钟周期。
一个片选（）脉冲要插到每次转换的开始处，或是在转换时序的开始处变化一次后保持为低，直到时序结束。
图2显示每次转换和数据传递使用16个时钟周期和在每次传递周期之间插入的时序，图3显示每次转换和数据传递使用16个时钟周期，仅在每次转换序列开始处插入一次时序。
图216时钟传送时序图（使用，MSB在前）图316时钟传送时序图（不使用，MSB在前）5TLC2543在智能仪器仪表中的应用TLC2543是12位分辩率，与MAX186在功能上基本相同，但价格比MAX186低得多，因此TLC2543在便携式数据记录仪、医用仪器、电力检测仪表中具有广泛的应用。
下面主要讲述TLC2543在电力监控显示屏中的应用。
在电厂和变电站中，电网中的电压和电流由于多种原因常常处于波动状态，为了给工作人员提供有效数据，并在超值范围内采取有效措施，监测电网中电压和电流值是非常必要的。
tl2543
上电时，第一周期读取的Dout数据无效，应舍去。
TLC2543除了具有高速的转换速度外，片内还集成了14路多路开关。其中n路为外部模拟量输入，3路为片内自测电压输入。在转换结束后，EOC引脚变为高电平，转换过程中由片内时钟系统提供时钟，无需外部时钟。在AD转换器空闲期间，可以通过编程方式进入断电模式，此时器件耗电只有25pA。
Hale Waihona Puke 二、控制字： TLC2543的工作过程如下：首先在8、12或16时钟周期里向片内控制寄存器写入8位的控制字，控制字中的2位决定时钟长度，在最后一个时钟周期的下降沿启动AD转换过程，经过一段转换时间，在随后的8、12或16个时钟周期里，从DATA OUT脚读出数据。
控制字的定义见下表：
控制字的前四位(D7-D4)代表11个模拟通道的地址；当其为1100-1110时，选择片内检测电压；当其为1111时，为软件选择的断电模式，此时，AD转换器的工作电流只有25uA.
一、引脚：
TLC2543为20脚DIP封装，引脚图如下图所示。
TLC2543具有4线制串行接口，分别为片选端(CS)，串行时钟输入端(I/O CLOCK)，串行数据输入端(DATA IN)和串行数据输出端(DATA OUT)。它可以直接与SPI器件进行连接，不需要其他外部逻辑。同时，它还在高达4MHz的串行速率下与主机进行通信。
8.经过时间tconv<=10us,转换完毕，EOC上升。
9.使CS下降，转换结果的MSB位B11输出到Dout供读数。
10.将新周期的输入控制字的MSB位D7送到Din，在CS下降之处，tSU时间处由CLK上升将Din数据移入输入寄存器。
11.CLK下降，将AD结果的B10位输出到Dout。
TLC2543及其接口电路
TLC2543在仪器仪表中的应用摘要介绍TI公司的TLC2543的特性，与51系列单片机的接口以及在仪器仪表中的应用。
关键词串行A/D应用1引言TLC2543是TI公司的12位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程。
由于是串行输入结构，能够节省51系列单片机I/O资源；且价格适中，分辨率较高，因此在仪器仪表中有较为广泛的应用。
2TLC2543的特点（1）12位分辩率A/D转换器；（2）在工作温度范围内10μs转换时间；（3）11个模拟输入通道；（4）3路内置自测试方式；（5）采样率为66kbps；（6）线性误差±1LSBmax；（7）有转换结束输出EOC；（8）具有单、双极性输出；（9）可编程的MSB或LSB前导；（10）可编程输出数据长度。
3TLC2543的引脚排列及说明TLC2543有两种封装形式：DB、DW或N封装以及FN封装，这两种封装的引脚排列如图1，引脚说明见表1。
图1TLC2543的封装表1TLC2543引脚说明4接口时序可以用四种传输方法使TLC2543得到全12位分辩率，每次转换和数据传递可以使用12或16个时钟周期。
一个片选（）脉冲要插到每次转换的开始处，或是在转换时序的开始处变化一次后保持为低，直到时序结束。
图2显示每次转换和数据传递使用16个时钟周期和在每次传递周期之间插入的时序，图3显示每次转换和数据传递使用16个时钟周期，仅在每次转换序列开始处插入一次时序。
图216时钟传送时序图（使用，MSB在前）图316时钟传送时序图（不使用，MSB在前）5TLC2543在智能仪器仪表中的应用TLC2543是12位分辩率，与MAX186在功能上基本相同，但价格比MAX186低得多，因此TLC2543在便携式数据记录仪、医用仪器、电力检测仪表中具有广泛的应用。
下面主要讲述TLC2543在电力监控显示屏中的应用。
在电厂和变电站中，电网中的电压和电流由于多种原因常常处于波动状态，为了给工作人员提供有效数据，并在超值范围内采取有效措施，监测电网中电压和电流值是非常必要的。
51单片机与TLV2548串行A／D的接口设计
51单片机与TLV2548串行A／D的接口设计O 引言TLV2548 是TI 公司生产的12 位、多通道、小尺寸、低功耗、高速串行A／D 转换芯片，它有一个专与DSP 连接的帧同步(FS)信号，故可广泛用于DSP 高速数据采集系统中。
MCS-51 系列单片机历经了多年的发展，其应用技术已十分稳定可靠。
TLV2548 尺寸小、接口简单。
且这两种芯片都有过上天飞行的经历，因此，可以适用低成本、控制简单、数据处理量不大、可靠性要求较高的航天产品中。
为此，本文将介绍80C32E 单片机与TLV2548 的接口电路及其控制程序的设计方法。
1 接口电路设计80C32E 与TLV2548 的接口电路如图1 所示。
TLV2548 提供了一个SPI 串口。
80C32E 则采用通用I／O 口(P1)，并通过软件编程产生SPI 串行接口信号，从而实现对TLV2548 的控制与数据的读写。
TLV2548 有5 个控制引脚、FS、SCLK、和。
其中FS 为DSP 专用帧同步信号，在微控制器控制方式时，可将其接高电平；为低电平时，片内的模拟电路与参考电路进入节电状态。
由于本文不使用节电方式，因此将其接高电平。
另外，引脚为转换结束及向处理器请求中断信号，的下降沿表示转换后的数据可以输出，本电路中，此信号没有连接，因为TLV2548 的转换速度很快(3．6μs)，而单片机中断与查寻方式不能提高时间效率，故采用软件延时等待转换结束，这样编程比较简单，同时也可节省80C32E 的硬件资源。
数据线SDI 与SDO 为80C32E 与TLV2548 之间的数据传输线。
TLV2548 有单次(00)、重复(01)、扫描(10)及重复扫描(11)模式四种转换模式，各模式的用法略有区别；有普通与扩展两种采样方式。
扩展采样方式的优点在于A／D 的采样与转换时间不受时钟信号SCLK 的限制，其采样、转换由电平控制。
时间短、速度快。
本文选用11 重复扫描模式与扩展采样方式，来对TLV2548 中的6 个通道(A0～A5)进行转换。
基于单片机和tlc2543的温度及电压测量装置要点
基于51单片机和TLC2543的温度测量以及电压测量装置西安理工大学转换模块、主控模块、显示模块(三)系统硬件电路设计与实现1.A\D转换电路TLC2543是TI公司的12位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程。
由于是串行输入结构，能够节省51系列单片机I/O资源；且价格适中，分辨率较高，因此在仪器仪表中有较为广泛的应用。
2TLC2543的特点(1)12位分辩率A/D转换器；(2)在工作温度范围内10卩s转换时间；(3)11个模拟输入通道；(4)3路内置自测试方式；(5)采样率为66kbps;可见PtIOO在常温0-100摄氏度之间变化时线性度非常好，其阻值表达式可近似简化为：R=100（1+At），当温度变化1摄氏度，PtIOO阻值近似变化0.39欧。
下表为PtIOO在0C-100 C的分度表：2•接口电路设计（图见附录）1）接口电路是TLC2543输出的二进制码经过单片机显示到液晶，主要由时钟电路、复位电路和单片机芯片组成。
2）时钟电路。
单片机内部有一个构成振荡器的增益反响放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端，这个放大器与作为反馈元件的片外晶振一起构成自己振荡器。
3）复位电路。
单片机一上电，立即复位，也可手动复位。
电阻和电容实现上电自动复位。
复位也是使单片机退出低功耗工作方式而进入正常状态的一种操作。
3•显示电路的设计以下是1602液晶引脚的接线图，中间没有接线的为数据控制端口。
1602字符型通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线VCC（15 脚）和地线GND（16脚），其控制原理与14脚的LCD完全一样：二：实验代码#in clude<reg52.h>#defi ne uchar un sig ned char #define unit unsigned int sbit TCL2543_CLK=P1A2; sbit TCL2543_ADIN二PM3; sbit TCL2543_DOUT=P1A4; sbit TCL2543_CS=P1A5;sbit Icde n=P3A0；sbit Icdrs=P3A1；void delay (unit z){un it x,y;for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--);}void write_com(uchar com) {lcdrs=O;P2=com;delay(5);Icde n=1;delay(5);Icde n=0;}void write_data(uchar date) {lcdrs=1;P2二date;delay(5);lcde n=1;delay(5);lcde n=0;}void in it()lcde n=0;write_com(0x38); /*kia*da */ write_com(OxOc); /*da kai gua n biao*/ write_com(0x06);/* jia yi*/ write_com(0x01);write_com(0x80);/*shujuzhi*/}unit read2543( un sig ned char port){un sig ned int i;un it ad_value=0;TCL2543_CLK=0;TCL2543_CS=0;port<<=4;for(i=0;i<12;i++){if(TCL2543_DOUT) ad_value|=0x01;TCL2543_ADIN=(bit)(port& 0x80);TCL2543_CLK=1;delay(60);TCL2543_CLK=0;delay(60);port二port«1;ad_value二ad_value<<1;}TCL2543_CS=1;ad_value=ad_value>>1;}void mai n(){un it result ,nu m,a,table[3]; float tmp,y;while(1){in it();result二read2543(0);result二read2543(0);tmp=(result*5.36/4096.0);a=tmp*100*3.9;table[0]=a/100;table[1]=a%100/10;table[2]=a%100%10;write_data('v'); write_data('o'); write data(T);write_data('');write_data('s');write_data('');for(num=0; num<3;nu m++){if(num==1)write_data('.'); write_data(table [n um]+0x30); }write_com(0x80+0x40);result二read2543(1);tmp=(result*5.36/4096.0);y=(tmp-0.878)/0.0233;a=y*10;table[0]=a/100;table[1]=a%100/10;table[2]=a%100%10;write_data('t');write_data('m');write_data('p');write_data('');write_data('i');write data('s');write_data('');for(num=0;num<3;nu m++){if(num==2)write_data('.'); write_data(table [n um]+0x30);}V. 左士4 C5：U ** Ki r> g :* mx cj 帛 ：，R ：... F m 臥 «- ~ - — -* * -----。
串行ADCTLC2543与单片机的接口
程控制的，通过程序可以选择输出格式是 ８ 位、１２ 位还是 １６
位，转换是单极性的还是双极性的。该芯片的的外部接口电路
简单，设计和调试都非常容易。
１．芯片结构和功能说明
ＴＬＣ 有 ２０ 个引脚，其引脚如图 １ 所示。ＴＬＣ２５４３ 有 １１ 个
模拟输入通道 ＡＩＮ０～ＡＩＮ１０，控
制信号包括：片选（ＣＳ ）、ＡＤ 转
相约单片机
串行 ＡＤＣ ＴＬＣ２５４３
与单片机的接口
·北京邮电大学 高惠平·
在单片机开发中，很多都要涉及到将模拟量转换为数字
量，因此使用 ＡＤＣ 的场合很多。选择一款合适的 ＡＤＣ 芯片就
显得比较重要。由于５１单片机往往要控制比较多的 Ｉ／Ｏ口，因
此使用并行 ＡＤＣ 会限制系统 Ｉ／Ｏ 口功能的扩展。采用串行 ＡＤＣ
读者可以 根据自己 ＡＤ 转 换的功能需要 配置要输入的 数据。需要注意 的是，在读数据 的同时， ＴＬＣ２５４３ 将上
· 35 · 电子世界 ２００３ 年 ５ 期
图３
图４ 一次转换的数据从 数据输出口伴随输 入时钟输出。为了 提高 Ａ Ｄ 采样的速 率，可以采用在设 置本次 Ａ Ｄ 采样的 同时，将上次 ＡＤ 采 样值读出的办法。 在本刊的网站 上给出了 Ａ Ｄ 采样 的 ５１ 汇编程序，供 读者参考。■
换结束标志（ＥＯＣ ），输入输出时
钟（Ｉ／Ｏ ＣＬＯＣＫ）， 数据输入线
（Ｄ Ａ Ｔ Ａ Ｉ Ｎ Ｐ Ｕ Ｔ ），数据输出线
（Ｄ Ａ Ｔ Ａ Ｏ Ｕ Ｔ Ｐ Ｕ Ｔ）。Ｔ Ｌ Ｃ ２ ５ ４ ３ 片
图１
内有一个 １４ 通道多路器，可从 １１
个模拟
输入通
道或 ３
个内部
自测电
12位A_D转换器TLC2543与51系列单片机接口技术
第19卷第5期苏 州 丝 绸 工 学 院 学 报V ol.19N o.5 1999年10月JOURNA L OF SUZH OU INSTITUTE OF SI L K TEXTI LE TECHN OLOG Y Oct.1999文章编号:1000-1999(1999)05-0045-0612位A/D转换器T LC2543与51系列单片机接口技术Ξ王宜怀(苏州大学工学院 苏州,215006)摘 要:从应用角度介绍了具有11个输入端的12位A/D转换器T LC2543的结构与编程要点,探讨了T LC2543与51系列单片机的接口方法,用软件合成SPI操作,给出了接口电路与A/D采集程序设计实例,并对实际应用时应注意的问题进行了探讨。
关键词:A/D转换;T LC2543芯片;51系列单片机;接口技术中图法分类号:TP33417 文献识别码:B具有11个输入端的12位模数转换器T L C2543是美国德州仪器公司于近几年推出的一种性能价格比较优的12位A/D转换芯片,具有多种封装形式,并具有民用级、工业级、军用级产品。
在产品型号、规格、封装形式、适用范围等方面,已形成一个系列。
一九九八年以来开始在我国推广使用。
就12位A/D转换器来说,TC L2543具有转换快、稳定性好、与微处理器接口简捷、价格低等优点,相信在我国单片机应用领域将会很快推广。
鉴于51系列单片机是我国单片机应用领域的主流型号,一批与之兼容的单片机(如A T89C51、G MS97C51等)于近几年相继推广使用,51系列术语含义可以扩大,我们可以把与51系列兼容的单片机称为广义51系列或51系列兼容机,以下统一使用51系列术语。
可以预计,51系列单片机的开发应用,在我国的单片机应用领域仍将是主导地位,因此,探讨T L C2543与51系列单片机接口具有实际意义。
但是,T L C2543与带有串行外设接口(S PI,Serial Peripheral Inter f ace)的微处理器易于接口,而51系列单片机不具有S PI,因此必须用软件合成S PI的操作。
基于51单片机TLC2543的AD电压采集双通道12864显示程序
uchar ch,i,j; uint ad; ch=port; for(j=0;j<3;j++) {
ad=0; ch=port; eoc=1; cs=1; cs=0; clk=0; for(i=0;i<12;i++) {
if(sdo) ad|=0x01; sdi=(bit)(ch&0x80); clk=1; clk=0; ch<<=1; ad<<=1;
sbit key1=P3^1; sbit key2=P3^2; sbit key3=P3^3; sbit key4=P3^4; sbit LED=P2^0;
void delay_ms(uchar t) {
uint j,k; for(k=t;k>0;k--)
for(j=110;j>0;j--); }
void write_com(uchar com) {
uchar table[5]; uint sda=8000;
sbit eoc=P1^3; sbit clk=P1^4; sbit sdi=P1^5; sbit sdo=P1^6; sbit cs=P1^7; sbit lcd_rs=P2^4; sbit lcd_rw=P2^5; sbit lcd_en=P2^6; sbit lcd_psb=P2^1; sbit lcd_rst=P2^3;
{
LED=0;
display1(3,0,"电流超出设定值！");
delay_ms(2000);
}
}
else
{
LED=1;
display1(3,0,"
C51环境下TLC2543的软件设计
图 1 TLC2543与 51系列单片机的连接
输出口 SP I_D ataOu;t P1. 4模拟 SP I数据输入口 SP I_DataIn; P1. 2模拟 SP I时钟端。
TLC2543输入寄存器包括一个 4位模拟通道地址 ( D7~ D4) 、一个 2位数据长度选择 ( D3~ D2)、一个选
D JN Z R 4, Sub _ADCPro_01
MOV R 7, A
; 所读低 8 位数据存于 R 7。
MOV A, R 2
; 判断是否是首次读数据。
JZ Sub _A DCPro_03
SETB TLC2543 _CS
CLR SPI_C lock MOV R 4, # 4
; 将数据整理为 ( R 6 - 0000, XXX X B R 7- XX XX, XXXX B) 格式。
MOV R 4, # 08H
; 读取 8 位数据。
101
图 2 TLC2543 读写流程图
10 2
山东科 学
201 0 年
Sub_AD CPro_01: MOV C, SPI_D ataIn
R LC A
MOV SPI_D ataO ut, C
SETB SPI_C lock
CLR SPI_C lock
1 系统设计
1. 1 硬件设计
TLC2543与 51 系 列单 片机 的连 接 如图 1 所 示。
AT 89C52为 A tm el公司生产的 51系列单片机, 通过 P1
口的引 脚与 TLC2543连接, 软件通过模 拟 SP I接 口与
TLC2543 进 行 通 讯。 基 准 电 压 源 芯 片 LM 336 为
单片机模拟的 SPI数据输入口。
TLC2543在89C51单片机数据采集系统中的应用[1]
![TLC2543在89C51单片机数据采集系统中的应用[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/0c732fef102de2bd9605884c.png)
T LC2543在89C51单片机数据采集系统中的应用ΞApplication of T LC2543in MCU Data Acquisition System姚 远1,王 赛2,凌毓涛1(1.华中师范大学信息技术系 湖北武汉430079;2.华中师范大学计算机科学系 湖北武汉430079)【摘 要】 介绍了单片机数据采集系统的硬件原理和软件设计。
该系统以89C51单片机为核心,以12位TLC2543为串行模数转换器,由MC14489构成采集数据实时显示系统,带有RS2232通信接口,系统具有易实现、易编程、可移植、体积小、功耗低等优点,具有良好的推广与应用价值。
关键词:TLC2543,单片机,数据采集【Abstract】 The paper introduces the hardware principle and the software design of the MCU data acquisition system based on89C51,in which the12bit TLC2543acts as the serial A/D converter and the RS2232as the communication interface,and the real2time displaying system is constructed by MC14489. The system has the advantages of easily realize,program and transplant,and it has the small volume and low power,etc..It is therefore very promising and valuable.K eyw ords:TLC2543,MCU,data acquisition1 T LC2543芯片介绍TLC2543是TI公司的具有11个通道的12位开关电容逐次逼近串行A/D转换器,采样率为66kbit/ s,采样和保持由片内采样保持电路自动完成。
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参考文献：
［１］武汉力源电子股份有限公司．Ⅱ￡２５４３模数转换器数据手册及应用笔记［Ｇ］．武汉：武汉力源电子股份有限 公司，１９９９．
［２］马明建，周长城．数据采集与处理［Ｍ］．西安：西安交通大学出版社，１９９８． ［３］何立民．Ｍｃｓ一５１单片机应用系统［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，１９９９．
ＣＬＫ
ＣＳ
ＣＳ
Ｒ４．撑０８
Ａ．Ｒｌ
Ｃ．ＤＯＵＴ
Ａ
ＤＩＮ．Ｃ
ＣＬＫ
ＣＬＫ
．
Ｒ４．Ｌ００Ｐｌ
Ｒ２．Ａ
Ａ．柏０Ｈ
Ｒ４．群０４
Ｃ．ＤＯＵＴ
Ａ
ＣＬＫ
ＣＬＫ
Ｒ４。Ｌ００Ｐ２
Ｒ３．Ａ
ＣＳ
；清Ｌ／０时钟 ；设置片选为高 ；设置片选为低 ；先读高８ ｂｉｔ ；把方式／通道控制字放到Ａ ；读转换结果 ；Ａ寄存器左移，移入结果数据位，移出方式／通道控制位 ；输出方式／通道位 ；设置Ｌ／Ｏ时钟为高 ；清Ｉ／Ｏ时钟 ；Ｒ４不为０，则返回Ｌ００Ｐ１ ；转换结果的高８ ｂｉｔ放到Ｒ２中 ；复位Ａ寄存器 ；再读低４ ｂｉｔ ；读转换结果 ；Ａ寄存器左移，移入结果数据位 ；设置Ｉ／Ｏ时钟为高 ；清Ｌ／Ｏ时钟 ；Ｒ４不为０，则返回ＬＯＯＰ２ ；转换结果的低４ ｂｉｔ放到Ｒ３中 ；设置片选为高
单片机通过编程产生串行时钟，即由ｃＬＫ先高后低的转变提供串行时钟；并按时序发送与 接收数据位，完成通道方式／通道数据的写入和转换结果的读出；用累加器和带进位的左循环移
万方数据
１２０ ＣＬ
广东工业大学学报
第２３卷
ＥＯＣ
始化
图２ ＭＳＢ在前、用／ＣＳ控制的１２ ｂｉｔ模式时序图
位指令来合成ｓＰＩ功能；Ｒ２暂存 高８ ｂｉｔ，Ｒ３暂存低４ ｂｉｔ．本程序选 择１２ ｂｉｔ输出数据长度，高位导 前．
Ａｂｓｔ瑚Ｉｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｍｄｕｃｅｓ ｔｌｌｅ ｃｏｎｆｉｇｕｍｔｉｏｎ，ｍａｉｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｗｏｒｋ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｐｒｏｇｒａｍ ｐｏｉｎｔ ｏｆ １２ ｂｉｔ ＡＤＣ ＴＬＣ２５４３ ｗｈｉｃｈ ｈ鸽１ １ ｉｎｐｕｔｓ．Ｉｔ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｉｎｔｅＩｆａｃｅ ｍｅａｎｓ ｏｆ ＴＬＣ２５４３ ａｎｄ ＭＣＳ－５ １ ＳＣＭ，Ｃｏｍｐｏｓｅｓ ｔｈｅ ＳＰＩ ｏｐｅｍｔｉｏｎ ｂｙ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ａｎｄ ｌｉｓｔｓ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ＳＣＭ ａｓｓｅｍｂ— ｌｅｒ ｏｆ ＴＬＣ２５４３ ａｎｄ ＭＣＳ．５ １ ＳＣＭ． Ｋｅｙ ｗＯｒｄｓ：ＴＬＣ２５４３；ＳＣＭ；ｉｎｔｅｒｆａｃｅ
１）１２ ｂｉｔ分辨率Ａ／Ｄ转换器； ２）在工作温度范围内１０¨ｓ转换时间； ３）１１个模拟输入通道； ４）３路内置自测试方式； ５）采样率为６６ ｋｂ／ｓ； ６）线性误差＋１ＬＳＢ（ｍａ】【）； ７）有转换结束（ＥＯｃ）输出； ８）具有单、双极性输出； ９）可编程的ＭＳＢ或ＬＳＢ前导； １０）可编程的输出数据长度． ＴＬＣ２５４３的引脚排列如图１所示．
摘要：从应用角度出发介绍了具有１１个输入端的１２ ｂｉｔＡ／Ｄ转换器ＴＬ舵５４３的结构、主要特点、工作
原理与编程要点，探讨了ＴＬＣ２５４３与５１系列单片机的接口方法，用软件合成ｓＰＩ操作，给出了
ＴＬＣ２５４３与５ｌ系列单片机的接口电路和单片机汇编程序．
关键词：７ｒＬＣ２５４３；单片机；接口Biblioteka 中图分类号：ＴＰ３６８．１
Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｄｅｓｉｇｎ ０ｆ ＴＬＣ２５４３ ａｎｄ ＭＣＳ－５１ ＳＣＭ
ＸＩＡ Ｙｉ—ｍｉｎ，ＸＩＥ Ｙｕｎ，ＬＩＵ Ｂｉｎｇ—ｍ （Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕ明ｇｚｈｏｕ ５１０００６，Ｃｈｉｎａ）
万方数据
AD芯片TLC2543与51系列单片机的接口设计
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
夏益民， 谢云， 刘冰茹， XIA Yi-min， XIE Yun， LIU Bing-ru 广东工业大学,自动化学院,广东,广州,510006
广东工业大学学报 JOURNAL OF GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 2006,23(3) 8次
收稿日期：２００５旬８—３１ 作者简介：夏益民（１９８０．），女，助教，主要研究方向为嵌入式系统、高速数据采集系统等
万方数据
第３期
夏益民，等：ＡＤ芯片７ＩＬＣ２５４３与５ｌ系列单片机的接口设计
１１９
图ｌ中ＡＩＮ０～ＡＩＮｌ０为模拟输入端；／ｃｓ为片选端；ＤＩＮ为串行数 据输入端；ＤＯｕＴ为Ａ／Ｄ转换结果的三态串行输出端；ＥＯｃ为转换结束 端；ｃＬＫ为Ｌ／０时钟；ＲＥＦ＋为正基准电压端；ＲＥＦ一为负基准电压端； ＶＣＣ为电源；ＧＮＤ为地．
第２３卷第３期 ２００６年９月
广东工业大学学报
Ｊｏｕ珈ａｌ ｏｆ Ｇ哪Ｉ喈ｄｏ呜Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔ∞ｔＩＩＩｏＩｏｇｙ
Ｖ０１．２３ Ｎｏ．３ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２００６
ＡＤ芯片ＴＬＣ２５４３与５ ｌ系列单片机的接口设计
夏益民，谢云，刘冰茹
（广东工业大学自动化学院，广东广州５１０００６）
～Ｄ４）决定通道号，对于Ｏ通道至１０通道，该４ｂｉｔ为００００～ｌＯｌＯＨ，当为１０１１—１１０１时，用于对
，Ｉ＇Ｌｃ２５４３的自检，分别测试（ｋ，＋＋ｋ）／２、ｋ“、ｋ的值，当为１１１０时，，Ｉ’Ｌｃ２５４３进入休眠状
态．低４ ｂｉｔ决定输出数据长度及格式，其中Ｄ３、Ｄ２决定输出数据长度，０１表示输出数据长度为
被置为０，输出数据寄存器的内容是随机的．
开始时，片选／ｃｓ为高，Ｌ／Ｏ ｃＬＯｃＫ、ＤＡＴＡ ＩＮＰｕＴ被禁止，ＤＡＴＡ ＯｕＴ呈高阻状态，Ｅｏｃ为
高．使／ＣＳ变低，Ｌ／Ｏ ＣＬＯｃＫ、ＤＡＴＡ ＩＮＰｕＴ使能，ＤＡＴＡ ＯｕＴ脱离高阻状态．１２个时钟信号从
Ｌ／Ｏ ｃＬｏｃＫ端依次加入，随着时钟信号的加入，控制字从ＤＡＴＡ ＩＮＰｕＴ一位一位地在时钟信号
８ ｂｉｔ，１１表示输出数据长度为１６ ｂｉｔ，其他为１２ ｂｉｔ．Ｄ１决定输出数据是高位先送出，还是低位先
送出，为０表示高位先送出．Ｄ０决定输出数据是单极性（二进制）还是双极性（２的补码），若为
单极性，该位为Ｏ，反之为１．
２．２转换过程
上电后，片选／ｃｓ必须从高到低，才能开始一次工作周期，此时ＥＯｃ为高，输入数据寄存器
ＴＬｃ２５４３是有１１个输入端的１２ ｂｉｔ模数转换器，具有转换快、稳定性好、与微处理器接口简 单、价格低等优点．由于它带有串行外设接口（ｓＰＩ），而５１系列单片机没有ｓＰＩ，因此研究它与单 片机的接口非常有意义．
１ ＴＬＣ２５４３的特点及引脚
ＴＬＣ２５４３是１２ ｂｉｔ串行Ａ／Ｄ转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成，Ａ／Ｄ转换过程．由于 是串行输入结构，能够节省５１系列单片机的Ｉ／Ｏ资源．其特点有：
Ｒ０．＃３０Ｈ Ｒ１．搬１０００００００Ｂ ＲＤ ＡＤ Ｒ１．存０００１００００Ｂ ＲＤ ＡＤ ＠Ｒｏ．Ｒ２ Ｒ０ ＠Ｒ０．Ｒ３ Ｒ０
ＭＯＶ ＡＣＡＩ工 ＭＯＶ ＩＮＣ ＭＯＶ ＩＮＣ ＲＥＴ
Ｒ１．＃１０１ｌ００００Ｂ ＲＤ ＡＤ ＠Ｒ０．Ｒ２ ＲＯ ＠Ｒｏ．Ｒ３ Ｒ０
；数据缓冲区首地址３０Ｈ—Ｒ０ ；０通道方式／通道数据 ；第一次读取的转换结果可能不准确，丢弃 ；１通道方式／通道数据 ；送１通道方式／通道数据并读第０通道转换结果 ；转换结果存放到数据缓冲区
；其它通道操作方式类推 ；１１通道方式／通道数据 ；送ｌｌ通道方式／通道数据并读第１０通道转换结果 ；转换结果存放到数据缓冲区
万方数据
第３期 ＲＤ—ＡＤ：
ＬＯＯＰｌ：
ＬＯＯＰ２：
夏益民，等：ＡＤ芯片Ｈ也５４３与５１系列单片机的接口设计
１２ｌ
ＣＬＲ ＳＥＴＢ ＣＩ且 ＭＯＶ ＭＯＶ ＭＯＶ ＲＬＣ ＭＯＶ ＳＥＴＢ ＣＬＲ ＤＪＮＺ ＭＯＶ ＭＯＶ ＭＯＶ ＭＯＶ ＲＬＣ ＳＥＴＢ ＣＬＲ ＤＪＮＺ ＭＯＶ ＳＥＴＢ ＲＥＴ
ｒＩ＇Ｌｃ２５４３在每次Ｌ／Ｏ周期读
取的数据都是上次转移的结果，
当前的转换结果在下一个Ｌ／Ｏ周
期中被串行移出．第一次读数由
于内部调整，读取的转换结果可
能不准确，应丢弃， 程序如下：
图３ １１Ｌｃ２５４３与８９ｃ５１单片机的接口原理图
ＳＡＭＰＬＥ：
ＭＯＶ ＭＯＶ ＡＣＡＬＬ ＭＯＶ ＡＣＡＩ工 ＭＯＶ ＩＮＣ ＭＯＶ ＩＮＣ
文献标识码：Ａ
文章编号：１００７－７１６２（２００６）０３旬１１８舭
在单片机开发中，很多都要涉及到将模拟量转换为数字量，因此使用ＡＤＣ的场合很多．选 择一款合适的ＡＤｃ芯片就显得尤为重要．由于５１单片机往往要控制比较多的Ｌ／Ｏ口，因此使 用并行ＡＤｃ会限制系统Ｌ／Ｏ口功能的扩展，采用串行ＡＤｃ比较适合那些低速采样而控制管脚 又比较多的系统．
的上升沿时被送入ＴＬｃ２５４３（高位先送人），同时上一周期转换的Ａ／Ｄ数据，即输出数据寄存
器中的数据从ＤＡＴＡ ｏｕＴ一位一位地移出．ＴＬｃ２５４３收到第４个时钟信号后，通道号也已收到，
此时１１ＬＣ２５４３开始对选定通道的模拟量进行采样，并保持到第１２个时钟的下降沿．在第１２个
时钟下降沿，ＥＯｃ变低，开始对本次采样的模拟量进行Ａ／Ｄ转换，转换时间约需１０¨ｓ，转换完
成后ＥＯｃ变高，转换的数据在输出数据寄存器中，待下一个工作周期输出．此后，可以进行新的
工作周期．
对ＴＬｃ２５４３的操作，关键是理清接口时序图和寄存器的使用方式．ＴＬｃ２５４３的接口时序图
如图２所示．
图２是ＴＬｃ２５４３在片选信号使能的前提下，使用１２ ｂｉｔ模式的接口时序图．从图中可看出，
在片选信号（／ｃｓ）有效的情况下，首先要根据Ａ／Ｄ转换的功能需要配置要输入的数据．需要注