TLC2543驱动程序
AD2543
.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 Peripheral Interface)，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。
1 TLC2543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。
2 TLC2543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(V REF＋＋V REF－)/2、V REF－、V REF＋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，片选CS必须从高到低，才能开始一次工作周期，此时EOC为高，输入数据寄存器被置为0，输出数据寄存器的内容是随机的。
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。
TLC2543IDWR;TLC2543CN;TLC2543IN;TLC2543CDB;TLC2543CDW;中文规格书,Datasheet资料
– 55°C to 125°C — — — TLC2543MJ — † Available in tape and reel and ordered as the TLC2543CDBLE, TLC2543IDBR, TLC2543CDWR, TLC2543IDWR, TLC2543CFNR, or TLC2543IFNR.
On products compliant to MIL-PRF-38535, all parameters are tested unless otherwise noted. On all other products, production processing does not necessarily include testing of all parameters.
18 15
2
POST OFFICE BOX 655303
• DALLAS, TEXAS 75265
/
ห้องสมุดไป่ตู้
TLC2543C, TLC2543I, TLC2543M 12-BIT ANALOG-TO-DIGITAL CONVERTERS WITH SERIAL CONTROL AND 11 ANALOG INPUTS
VCC EOC I/O CLOCK DATA INPUT DATA OUT CS REF + REF – AIN10 AIN9
FN PACKAGE (TOP VIEW)
description
The TLC2543C and TLC2543I are 12-bit, switchedcapacitor, successive-approximation, analog-todigital converters. Each device, with three control inputs [chip select (CS), the input-output clock, and the address input (DATA INPUT)], is designed for communication with the serial port of a host processor or peripheral through a serial 3-state output. The device allows high-speed data transfers from the host.
tlc2543详细使用说明
重金买的一篇好资料1 引言实验和工程实际中我们要进行大量的数据处理。
运用单片机采集系统能很好的解决这些问题。
基本的采集系统一般由MCU,A/D,PC 构成，MCU是整个系统的核心，A/D是数据的源头，PC是数据的归宿地。
A/D转换器的选择直接关系到采集精度是否理想。
现在TLC2543这款A/D转换器运用很广泛。
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。
2 TLC2543的引脚排列及说明(1) TLC2543 的封装形式TLC2543的封装形式：DB、DW或N封装以及FN封装，这两种封装的引脚的排列及说明见图 1 。
⑵TLC2543的简要工作过程TLC2543的工作过程分为两个周期：1/0周期和转换周期。
a ） I/O 周期I/O 周期由外部提供的I/O CLOCK 定义，延续8 12或16个时钟周期，决 定于选定的输出数据长度。
器件进入I/O 周期后同时进行两种操作。
I 在I/O CLOCK 的前8个脉冲的上升沿，以MSB 前导方式从 DATA INPUT 端输入8位数据流到输入寄存器。
其中前 4位为模拟通道地址，控制14 通道模拟多路器从11个模拟输入和三个内部测电压中选通一路送到采样 保持电路,该电路从第4个I/O CLOCK 脉冲的下降沿开始对所选信号进行 采样，直到最后一个I/O CLOCK 脉冲的下降沿。
I/O 周期的时钟脉冲个数 与输出数据长度（位数）同时由输入数据的D3 D2位选择为& 12或16。
当工作于12或16位时，在前8个时钟脉冲之后，DATA INPUT 无效。
l 在DATA OU 端串行输出8、12或16位数据。
当CS 保持为低时，第一 个数据出现在EOC 勺上升沿。
若转换由CS 控制,则第一个输出数据发生 在CS 的下降沿。
TLC2543引脚、功能及时序中文资料转
TLC2543引脚、功能及时序中文资料(转)应用2010-01-26 10:03:30 阅读825 评论0 字号：大中小一、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。
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。
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.控制字的第3位和第4位(D3一D2)决定输出数据的长度，01表示输出数据长度为8位；11表示输出数据长度为16位；X1表示输出数据长度为12位，X可以为1或0。
控制字的第2位(D1)决定输出数据的格式，0表示高位在前，1表示低位在前。
控制字的第1位(D0)决定转换结果输出的格式。
当其为0时，为无极性输出(无符号二进制数)，即模拟电压为Vnef+，时，转换的结果为0FFFH；模拟电压为Vnef-时，转换的结果为0000H。
当其为1时，为有极性输出(有符号二进制数)，即模拟电压高于(Vnef+-Vnef-)/2时符号位为0；模拟电压低于(Vnef+-Vnef-)/2时符号位为1；模拟电压为Vnef+时，转换的结果为03FFH；模拟电压为Vnef-时，转换的结果为0800H。
TLC2543
摘要：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,它具有三个控制输入端,采用简单的3线SPI串行接口可方便地与微机进行连接,是12位数据采集系统的最佳选择器件之一。
本文介绍了该芯片的功能、时序,并给出了8051单片机的接口电路。
关键词：模数转换器; SPI串行接口; TLC25431. 概述A/D、D/A转换器是过程及仪器仪表、设备等检测与控制装置中应用比较广泛的器件。
随着大规模集成电路技术的发展,各种高精度、低功耗、可编程、低成本的A/D转换器不断推出,使得微机控制系统的电路更加简洁,可靠性更高。
TLC2543与外围电路的连线简单,三个控制输入端为CS(片选)、输入/输出时钟(I/O CLOCK)以及串行数据输入端(DATA INPUT)。
片内的14通道多路器可以选择11个输入中的任何一个或3个内部自测试电压中的一个,采样－保持是自动的,转换结束,EOC输出变高。
TLC2543的主要特性如下：●11个模拟输入通道;●66ksps的采样速率;●最大转换时间为10μs;●SPI串行接口;●线性度误差最大为±1LSB;●低供电电流(1mA典型值);●掉电模式电流为4μA。
2. TLC2543引脚功能与接口时序2.1 TLC2543引脚排列TLC2543的引脚排列如图1所示。
引脚功能说明如下：AIN0～AIN10：模拟输入端,由内部多路器选择。
对4.1MHz的I/O CLOCK,驱动源阻抗必须小于或等于50Ω;CS：片选端,CS由高到低变化将复位内部计数器,并控制和使能DATA OUT、DATA INPUT 和I/O CLOCK。
CS由低到高的变化将在一个设置时间内禁止DATA INPUT和I/O CLOCK;DATA INPUT：串行数据输入端,串行数据以MSB为前导并在I/O CLOCK的前4个上升沿移入4位地址,用来选择下一个要转换的模拟输入信号或测试电压,之后I/O CLOCK将余下的几位依次输入;DATA OUT：A/D转换结果三态输出端,在CS为高时,该引脚处于高阻状态;当CS为低时,该引脚由前一次转换结果的MSB值置成相应的逻辑电平;EOC：转换结束端。
TLC2543 中文资料
TLC2543 中文资料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。
2 TLC254 ...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。
2 TLC2543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的引脚图（管脚图）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。
表1 TLC2543引脚说明引脚号名称I/O 说明1～9,11,12 AIN0～AIN10 I 模拟量输入端。
11路输入信号由内部多路器选通。
对于4.1MHz的I/OCLOCK，驱动源阻抗必须小于或等于50Ω，而且用60pF电容来限制模拟输入电压的斜率15 I 片选端。
在端由高变低时，内部计数器复位。
由低变高时，在设定时间内禁止DATAINPUT和I/O CLOCK17 DATAINPUT I 串行数据输入端。
由4位的串行地址输入来选择模拟量输入通道16 DATA OUT O A/D转换结果的三态串行输出端。
为高时处于高阻抗状态，为低时处于激活状态19 EOC O 转换结束端。
在最后的I/OCLOCK下降沿之后，EOC从高电平变为低电平并保持到转换完成和数据准备传输为止10 GND 地。
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中文数据手册
TLC2543使用手册一、简要说明：TLC2543是一款8位、10位、12位为一体的可选输出位数的11通道串行转换芯片。
每一路转换时间为10us。
外部输入信号为：DATA input ；_CS；AD_IO_CLK;Analog input；四种信号；输出为：EOC转换结束信号，DATA output信号。
工作原理为：_CS由高变为低时候，允许DATA input；AD_IO_CLK;Analog input信号输入，DATA out 信号输出；由低到高禁止DATA input；AD_IO_CLK;信号输入。
当忽略ADC转换启动的CS时候，数据的输出是在CS的下降沿，既是将片选的时候，而考虑到CS时候，第一个输出数据发生在EOC变为高的时候的上升沿。
注意：初始化时候，必须将CS由高拉低才能进行数据输出或者是数据输入。
也就是说，当一次转换完成后，进行下一次或者是下一个通道的转换，需要将CS由低拉高，为下一次转换做好准备，当进行下一个转换时候，进行CS 拉低，DATA input输入或者DATA out输出(忽略CS转换作用时候)。
信号解释：DATA input：4位串行地址输入，用来选择模拟输入通道功能或者测试引脚；高位在前，在每一个AD_IO_CLK的上升沿输入ADC的寄存器。
由八位组成：前四位：D7:D4用作选择模拟输入通道，D3:D2用作选择数据长度，D1是选择输出高低位顺序的，D0选择是选择输出极性（单双极性）。
DA TA INPUT的表含义DATA OUT：当_CS为高时DATA out输出为高阻抗，当CS有效时，驱动转换结果，并在AD_IO_CLK的下降沿按位顺序输出。
EOC：ADC的EOC在DATA input输入的最后一个AD_IO_CLK时，由高变为低，并保持到转换结束和数据准备输出结束时候变为高。
AD_IO_CLK:输入和输出时钟，主要完成以下功能：A、在IO_CLK的前八个时钟的上升沿将DATA input的八位数据输入数据寄存器中。
12位TLC2543模数转换总结
Lcd_wcd(1,0x2e);
Lcd_wcd(1,0x30+shi);
Lcd_wcd(1,0x30+ge);
Lcd_wcd(1,0x30+xiao);
/*for(i=0;i<SUM;i++)
{
temp1+=redad(0x01);//选择通道1，并读取AD转换的数
GND
地。GND是内部电路的地回路端。除另有说明外，所有电压测量都相对GND而言
18
I/O CLOCK
I
输入/输出时钟端。I/OCLOCK接收串行输入信号并完成以下四个功能：（1）在I/O CLOCK的前8个上升沿，8位输入数据存入输入数据寄存器。（2）在I/OCLOCK的第4个下降沿，被选通的模拟输入电压开始向电容器充电，直到I/OCLOCK的最后一个下降沿为止。（3）将前一次转换数据的其余11位输出到DATA OUT端，在I/OCLOCK的下降沿时数据开始变化。（4）I/OCLOCK的最后一个下降沿，将转换的控制信号传送到内部状态控制位
//uchar code dis1[]={"采集电压：000 v"};
/*************延时**************/
void delay(uint z)
{//一毫秒
uint y;
for(;z>0;z--)
for(y=110;y>0;y--) ;
}
void delay_us(uchar n)//微秒
shi=x/1000%10;
ge=x/100%10;
xiao=x/10%10;
}
/****************主函数****************/
TLC2543资料c语言
2.2TLC2543的内部寄存器
从编程角度看，TLC2543内部寄存器有输入数据寄存器与输出数据寄存器。输入数据寄存器存放从DATA INPUT端移入的控制字。输出数据寄存器存放转换好的数据，以供从DATA OUT端移出。
(4)控制字输入引脚
DATA TNPUT,17脚：控制字输入端，选择通道及输出数据格式的控制字由此输入。
(5)转换数据输出引脚
DATA OUT,16脚：A/D转换结果输出的3态串行输出端。
2TLC2543的编程要点
2.1控制字的格式
控制字为从DATA INPUT端串行输入TLC2543芯片内部的8位数据，它告诉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、0001、…、1010，该4位为其它数字时的功能，用于检测校正，本文不作具体介绍。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，TLC2543的输出数据长度有8位、12位、16位，但由于TLC2543为12位A/D转换芯片，经过分析可以看出，8位、16位输出对TLC2543的应用意义不大，宜定在12位输出，D3、D2两位为00即可。D1决定输出数据是高位先送出，还是低位先送出，若为高位先送出，该位为0，反之为1。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。
关键词：A/D转换；TLC2543芯片；51系列单片机；接口技术
中图法分类号：TP334.7文献识别码：B
TLC2543中文资料
串行A D转换器T L C2543中文资料T L C2543是T I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。
2T L C2543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66k b p s；（6）线性误差±1L S B m a x；（7）有转换结束输出E O C；（8）具有单、双极性输出；（9）可编程的M S B或L S B前导；（10）可编程输出数据长度。
3T L C2543的引脚排列及说明T L C2543有两种封装形式：D B、D W或N封装以及F N封装，这两种封装的引脚排列如图1，引脚说明见表1。
图1T L C2543的封装4接口时序可以用四种传输方法使T L C2543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。
引脚号名称I/O说明1～9,11,12AIN0～AIN10I模拟量输入端。
11路输入信号由内部多路器选通。
对于4.1MHz的I/OCLOCK，驱动源阻抗必须小于或等于50Ω，而且用60pF电容来限制模拟输入电压的斜率15I片选端。
在端由高变低时，内部计数器复位。
由低变高时，在设定时间内禁止DATAINPUT和I/O CLOCK17DATAINPUT I串行数据输入端。
由4位的串行地址输入来选择模拟量输入通道16DATA OUT O A/D转换结果的三态串行输出端。
TLC2543在BCF-2手持测风测温仪中的应用
TLC2543在BCF-2手持测风测温仪中的应用第18卷第5期2005年12月山东科学SH^ND0NGSCIENCEv01.18No.5Dec.20文章编号:1002-4026{2005)05—0020-04TLC2543在BCF一2手持测风测温仪中的应用马庆锋,白强(山东省科学院海洋仪器仪表研究所,山东青岛266001)摘要:介绍了一款11通道12位串行模数转换器~E2543在BCF一2手持测风测温仪中的应用.重点阐述了利用单片机控制TLC2543实现数据采集的解决方案,并介绍了用c语言编写的TLC2543控制程序.该方案经过实践证明稳定可行.关键词:TI~P_543;~tJ风测温仪;风速表中图分类号:TP368.2文献标识码:ATLC2543是r兀公司的l2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5l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.1TLC2543简介及应用1.1简介rI]_E2543是r兀(美国德州仪器)公司生产的串行模数转换器,它具有l2位的高分辨率,多通道,转换速度快,功耗低,串口输出,输出数据长度可编程,转换结束(EndOfConversion,EOC)输出等特点.TLC2543在工作温度范围内转换时间仅为l0;采样率为66kbps;最大线性误差为±1LSB.TLC2543是l2位开关电容逐次逼近式模数转换器.每个器件有三个控制输入端:片选(),输入/输出时钟(I/OCLOCK)以及地址输入端(DA TAINPUT).它还可以通过一个串行的3态输出端(DA TA0U,r)与微处理器或其外围的串口通讯,输出转换结果,并且允许来自主机的高速数据传送. 除此之外,TLC2543内部有一个片内的l4通道多路器可以在l1个输入通道或3个自测试(Self—Test)电压中任意选择一个;采样一保持是自动的.在转换结果结束时,"转换结果"(EOC)输出端变为高电平来表示转换完成.开关电容的设计允许在整个温度范围内实现低误差转换.TLC2543有两种封装形式:DB,DW或N封装以及FN封装.管脚封装图如图1所示].与同类产品的比较,TLC2543性能优异,主要体现在接口简单,性能稳定,可以通过编程来选择通道及工作模式设置,精度高以及封装多等方面;在同类产品中Ml86/l88(8通道l2位串行模数转换器)与其功能基本相同,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.收稿日期:2005-08-02作者简介:马庆锋(1979一),男,研究方向为海洋仪器仪表.第5期马庆锋,等:T[~2543在BCF一2手持测风测温仪中的应用21DB.D-,ORNPACKAGE(TOPVIEW)AIN0AIN1AIN2AIN3AIN4AIN5AIN6AIN7AIN8GNDAIN3AIN4AIN5AIN6AIN7ENPAClGE(TOPVIE-)H0置置置8吕《《《箜2.1Z口ZZ=吞==基r/oCLOCK DATAINPU,r DATAOUTCSREF+图1TLC2543管脚封装图1.2应用BCF一2型手持测风测温仪是一种多参数,微型化的精密气象仪器,对温度采集,系统的扩展(也就是说增加其他的待测项目,如气压,湿度等等)和元器件稳定性以及体积等的要求较高,同时CPU接口紧张.采用TLC2543可以在保持该仪器微型化的前提下,很方便地对气压,湿度等等模拟量进行扩展,只需要在软件部分加强即可.该系统主要是通过TLC2543把温度和电源电压等模拟信号转换成12位串行数字信号;AT89C52对所采集的数字信号进行一系列的计算处理并进行晶显示.BCF一2手持测风测温仪的硬件框图如图2所示.图2硬件连接框图由于该仪器是手持仪器,要经常在野外或者其他场合随身携带使用,所以要考虑电源监控问题.TLC2543的基准电压采用2.8v,故把采用采集电源电压的一部分的方法来进行电源电压监测.如果电压稍低,系统会给出报警,提示用户注意电源电压,准备更换电池;如果电压过低,将影响测量数据的精确度.当使用TLC2543这种A/D器件时,每个模拟Ic的电源端必须用一个0.1的陶瓷电容,作为去耦电容.9lllll加239.AA.+一l9∞∞m叶肌胁队队一lljllj舡舡加埔¨¨坞ul2345678922山东科学2005年在噪声较大的环境中,还应在每个电源和陶瓷电容端并联一个10/.tF的钽电容,以减少噪声的影响.数字的和模拟的要分开.在印刷电路板中,地线和电源线要尽量地粗,在走线过程中避免直角出现.2TLC2543接口部分的设计该系统中TLC2543接口部分包括硬件和软件两部分.2.1硬件部分TLC2543与89C52的接口电路如图3所示.TLC2543的I/O时钟,数据输入和片选由P2口的P2.7,P2.6和P2.4提供.TLC2543的转换结果由P2.5接收.在图中所示电路中还给出了温度采样电路.总体看来TLC2543外围电路简单,一些功能如通道的选择,精度的选择等参数的设定都是通过软件来实现完成的,因此软件设计在整个设计中也显得尤为重要.V图3TLC2543和89C52的接口电路2.2软件部分在一个系统中如果要求硬件简单,那么就得由软件来补充完成,即由软件来模拟实现一些硬件功能b].该系统的软件采用C51语言和汇编语言共同编写,利用他们的优点相互补充,以优化软件系统设计.例如在TLC2543采集数据方面,C51可以很方便地实现12位数据读取,处理和8位数据写入的问题,避免了使用汇编语言编程时出现的12位数据高低字节存储时奇偶地址选择的问题;在控制方面,汇编语言可以方便地实现系统软复位等功能.系统的工作流程如下:开机后,89C52开始运行主程序,系统首先初始化各内部单元,开放有关中断,然后循环检测键盘输入,同时对相应的参数进行采样.根据键盘的输入状态,系统不断调用显示子程序.同时CPU又不断进入INT0,INT1和T,中断服务程序,其影响过程是遵循优先级别高低,再按同一级别先进先出的原则运行.这样整个系统的多项测量便会有条不紊地进行.TLC2543的通道/方式控制字的低4位用于选择输出数据的长度(8位,12位和16位),输出数据的顺序(MSB先还是LSB先)和是否需要双极性或单极性格式;控制字的高4位用于通道的选择.这样简化了用硬件进行模式以及模拟通道的选择问题,简化了硬件设计,有利于仪器的小型化.值得注意的是:在各通道扫描工作方式下,第一个模数转化的结果应该忽略不要;在数据转换程序中利用共同体的一个用法方便地实现了对数据格式的转换.TLC2543的数据转换子程序清单如下:unsignedintAdSample(unsignedcharClk=0:第5期马庆锋,等:TLC2543在BCF一2手持测风测温仪中的应用ChannelNum){union{unsignedintiDam;unsignedcharbyDam【2];}Ad;//用共同体数据格式转换Buffer=ChannelNum<<4:BufferI=SampleMode;//对通道和模式进行设定Clk=0:Cs=0;//选通有效Din=啪it7://Butbit7是Buffer的高位Clk=1:Clk=0:Din=啪it6:Clk=1:Clk=0:……:Din=啪itO;Clk=1;Clk=0;//忽略第一次结果Clk=1:Clk=0:Clk=1:Clk=0:Clk=1:Clk=0:Clk=1:Clk=1;Clk=0:Clk=0:Clk=0;//等待转换Clk=1;BufBit3=Dout;Clk=0:Clk=1;BufBitO=Dout;Clk=0;//读出高4位Ad.byDam[0]=BufferOx0f; Clk=1;BufBit7=Dout;Clk:0:Clk=1;BufBit6=Dout;Clk=0:Clk=1;BufBitO=Dout;Clk=0;//3读出低8位Ad.byData[1]=Buffer;Cs=1;returnAd.iData;//返回值是由bydata转换成的两个字节数据}.3结束语本文采用89C52为主控制芯片,使用TLC2543进行温度采集和电源电压监测,同时采用风杯,数字风向,数字方位等传感器组成了一个数据采集控制平台方案.该方案具有可扩充性好,接口简单,温度测量精度高,相关电路简单,整体体积小等特点.在BCF一2手持测风测温仪的长期使用中,该方案运行稳定可靠,数据准确,达到了预期设计目标.参考文献:[1]张泽,等.TI模数/数模转换器数据手册[M].武汉:武汉力源电子股份有限公司,1998.21—22.(下转第4o页)山东科学2005正内翻转一次.通过以上实验分析,我们认为,完全可以通过软件延时的方式去除抖动干扰,特别是漏斗反弹带来的干扰.具体思路为:数据处理中心在接收到脉冲信号后,先将雨量计数加 1.而在此后的500ms的时间里不再响应传感器传来的任何脉冲信号.等500rns过后,再检测雨量传感器是否送来的脉冲信号,如是循环完成雨量的采集工作.其具体流程图如图7所示.通过这两种滤波的处理,雨量计计数增多的现象得到有效地解决.5总结针对雨量传感器使用过程中出现计数变多的问题,我们分析了发生的原因,并根据实际情况采取了上述软硬件结合的方法去除干扰.从该雨量测量装置在我国多个海洋台站和气象站多年来的使用情况来看,本方法有效地解决了因干扰导致的雨量采集时计数增多的问题,用户反应良好.参考文献:[1]高海生,等.单片机应用技术大全[M].成都:西南交通大学出版社,1996.[2]王幸之,等.单片机应用系统抗干扰技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2000.～图7Interferenceanalysisandmanagementintheauto—collectionofprecipitationZHUHong-hai,LUCheng—jie,MENGQing-ming,HUILi,YANGYing,YANGLi (InstituteofOceanographicInstrumentation,ShandongAcademyofSciences,Q266001,C hina)Abstract:Thispaperintroducesseveralmeansofmeasuringprecipitationandtheprincipleoft ippingbucketrainfallrecorder.Italsoanalysespresentproblemsintheusageoftippingbucketrainfallrecorderandg ivesseveralwaySforsolvingthem.Keywords~rainfallrecorder;tippingbucket;autocollection;anti-jamming(上接第23页)[2]rlLC2543DataSheet[Z].TexasInsmnnentsIncorporated,1993.[3]赵毅,牟同升.MD,D/A接口电路系统设计[J].仪表技术与传感器,2001,(5):30—31TheapplicationofTLC2543inBCF一2handheldwind—temperaturemeterAIAQing-feng,BAIQiang(InstituteofOce加Instnm~entation,ShandongAcademyofSciences,(266001,China) Abstract:ThepaperintroducedtheapplicationofTLC2543inBCF-2handheldwind—temperaturemeter,whichisakind0fl2一bitserialADCwith11analoginputs.Mostofal1.itdescribedhowtocontrolTLC2543withM CUtocompletethedatacollection.Besides,itintroducedthecontrollingprogramofTLC2543compiledwithC. Theprojecthasbeenprovedsteadyandfeasibleaccordingtopractice.Keywords:TLC2543;wind—temperaturemeter;windmeter。
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,"
汽车轮廓检测数据处理系统设计
汽车轮廓检测数据处理系统设计第23卷第2期2009年6月黑龙江Journa1of工程学Heilongjiang院(自然科学版)InstituteofTechnologyV01.23No.2Jun.,2009汽车轮廓检测数据处理系统设计吴丽君,尹琪(黑龙江工程学院计算机科学与技术系,黑龙江哈尔滨15O050)摘要:在汽车轮廓检测系统中,对于汽车轮距的测量是采用超声波测距传感器进行的.由于超声波测距传感器输出模拟信号,计算机只接收和输出数字量,因此,在检测过程中,必须通过转换器把模拟量转换成数字量,从而实现CPU与超声波测距传感器之间的信息交换.针对所设计的汽车轮廓检测系统采用TLC2543A/D转换芯片实现模拟量到数字量的转换,采用接口芯片MAX485和P89C58X2单片机进行串行通讯实现与上位机之间的数据传递,以完成数据处理任务.关键词:轮廓检测;传感器;串行通讯;数据处理中图分类号:TB55文献标识码:A文章编号:1671—4679(2009)02—0052—04 DesignofdataprocessingsystemforautomobileoutlinedetectingWULi-jun,YINQi(Dept.ofComputerScienceandTechnology,HeilonKiiangInstituteofTechnology,Harbin1 50050,China)Abstract:Ultrasoundmeasuringsensorsareadoptedtomeasurethedistanceofautowheelsint heautomo—bileoutlinedetectingsystem.Ultrasoundmeasuringsensorsoutputanalogsignalsandcomp utersonlyac—ceptoroutputdigitalquantity,henceinthedetectingprocesstheanalogquantitymustbeconve rtedtodig—italquantitybytheconvertorSOthatthemessageinterchangebetweenCPUandtheultrasoun dmeasuringsensoriscarriedout.TheautomobileoutlinedetectingsystemdesigneduseTLC2543A/Dtoi mplementtransformationoftheanalogandthedigitalquantity.TheinterfacechipMAX48andthesingle chipeom—puterP89C58X2areadoptedtocarryonserialcommunicationanddatatransferwiththecomp uterSOastofinishdataprocessing.Keywords:outlinedetecting;sensor;serialcommunication;dataprocessing汽车轮廓尺寸测量机是为车辆管理部门研制的大型轮廓尺寸测量设备,其功能是对车辆的轮廓尺寸长度,宽度,高度及轴距,轮距实施自动化测量,并对其尺寸是否超限作出评判.三维轮廓跟踪扫描技术的核心在于采用多套光电传感器,激光测距传感器,超声波测距传感器进行探测,单片机把检测到的光电信号作为控斛依据,控制步进电机驱动测量机及探测传感器在车长,车高和车宽方向上作轮廓跟踪扫描进给运动,记录其轮廓轨迹,并把测得的数据传送到上位机,经上位机数据处理获得被检车辆的特征尺寸,进而与车辆管理数据库中的原始出厂数据实施比对,做出该车是否尺寸超限的评判.本文针对所设计的汽车轮廓检测系统,采用收稿日期:2009—03—11作者简介:吴丽君(1965~),女,副教授,工学硕士,研究方向:计算机应用.TLC2543实现模拟量到数字量的转换,在长度,宽度,高度3个方向上使用相互独立的P89C58X2单片机作为采样,判断,进给控制单元;通过串行接口RS485与上位机进行通讯,传送测量数据,进而实现数据接收,数据处理,查库比对和评判操作.1数据采集系统的设计本系统采用TLC2543A/D转换芯片实现模拟量到数字量的转换,以便计算机完成数据采集与处理任务.1)TLC2543与P89C58X2接口.TLC2543是美国TI公司近几年推出的一种性价比较好的12位A/D转换芯片.TLC2543具有转换速度快,分辨率较高,稳定性好,使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程,同时具有与微处理器接口简洁,价格低等优点口].但是,TLC2543与带有串行外设接第2期吴丽君,等:汽车轮廓检测数据处理系统设计口(SerialPeripheralInterface,SPI)的微处理器易于接口,而P89C58X2单片机不具有SPI,因此,必须用软件合成SPI的操作.2)TLC2543的编程要点.控制字从DATAINPUT端串行输入TLC2543芯片内部的8位数据,它告诉TLC2543要转换的模拟量通道,转换后输出数据的长度,输出数据的格式.其中高4位决定通道号;低4位决定输出数据的长度和格式.TLC2543输出数据的长度有8位,12位,16位,但由于TLC2543为12位A/D转换芯片,经过分析宜定在12位输出.从编程角度看,TLC2543内部寄存器有输人数据寄存器与输出数据寄存器.为了与TLC2543接口,根据上面所给出的编程要点,利用软件合成SPI操作,完成A/D数据的采集.图l给出了TLC2543与P89C58X2接口的一种方式.图中TLC2543与单片机之间只用4根线,转换结束EOF 未接人单片机,这是基于2个工作周期之间的单片机指令,一般大于10s,转换完成,不必判断EOF,也可以通过试验或计算指令执行时间确定转换是否结束,这样可以省去1根接线.+5V图1TLC2543与P89C58X2接口3)采集程序设计.根据TLC2543的工作原理及图2接口电路原理图,可以进行A/D采集程序的设计.本系统TLC2543工作于输出数据为12位,高位先送出,输出数据为二进制的格式,这样控制字的高4位为通道号,低4位均为0.TLC2543的片选地址为FBOOH～FBFFH.以下是采集O通道的TLC2543A/D转换程序_2_.ORG0000HpMPMAINMAIN:MOVR1,#OOHPUSHACCMOVR6,#0MOVR7.#O#OFDHCLRMoVMOVXPoPMOVANLMOV TRANSCEIVE1:MOV RLCMOVSETBCLRDJNZMoVMOV TRANSCEIVE2:MOV RLCMoVSETBCLRDJNZMOVMoVMoVP1.1DPTR.#0FBFFHA.;使能TLC2543@DPTR,AA,#00H;送控制字A,#0FDHR7,#08HC.P1.3AP1.0,CP1.1P1.1R7. TRANSCEIVE1 R6.AR7,#O4HC,P1.3AP1.0,CP1.1P1-1R7. TRANSCEIVE2 R7.ADPTR.#OFBFFHA,#OFFH;关闭TLC2543 MOVX@DPTR,A RETEND2P89C58X2串1:3通讯程序的设计通过对串,并行通讯方式的比较,并考虑本系统的特点和应用环境,采用串行通讯方式.串行通讯程序开发的好与坏,将直接影响数据传输的实时性, 精确性及稳定性等指标,其关键在于编程语言的选取,通讯形式的选择及通讯协议的制定.1)RS一232与RS一485通讯标准的比较.RS--232的通讯端口是每部计算机上的必要配备,通常含有COM1与COM2两个信道.在系统54?黑龙江工程学院(自然科学版)第23卷控制中,RS一232串行通讯使用长久,而且是相当重要的一个接口.RS--485是美国电气工业联合会(EIA)制定的利用平衡双绞线作传输线的多点通讯标准.它采用差分信号进行传输;最大传输距离可以达到1.2km;最大可连接32个驱动器和收发器;接收器最小灵敏度可达±200mV;最大传输速率可达2.5Mb/s.由此可见,RS一485协议正是针对远距离,高灵敏度,多点通讯制定的标准.2)P89C58X2通讯程序的编制.P89C58X2单片机内部有一个功能很强的全双工的串行口,该串行口有4种工作方式,波特率可用软件设置,由片内的定时器/计数器产生.串行口接收,发送数据均可触发中断系统,使用十分方便.P89C58X2单片机内部的串行口,有2个物理上独立地接收,发送缓冲器SBUF,可同时发送,接收数据,发送缓冲器只能写入不能读出,接收缓冲器只能读出不能写入,2个缓冲器共用1个字节地址(99H).控制P89C58X2单片机串行口的控制寄存器共有2个:特殊功能寄存器SCoN和PCON.P89C58X2单片机串口工作于方式1,波特率为2400bit/s,单片机程序采用汇编语言编写,并以调用子程序方式执行串口数据发送工作.串口通讯子程序如下:SendReceive:PUSHACCMOVSBUF,AMOVR0,#12HJNBTI.$CLRTIJNBRI,Send—Receive3M0V A,SBUFCLRRIPUSHACCMoVR0,#12hP0PACCPoPBCJNEA,B,Send—Receive2CLRARETM0V A,#lRETN0PPOPACCMOV A,#2RET3上位机通讯程序的设计1)通信接口设计.本系统的通信采用接口芯片MAX485将P89C58X2单片机RS一232电平转换为RS一485 电平,经过远距离传输,接人RS一232/RS一485通信转换器转换成RS--232电平,再与上位机通信协议匹配L3].通信接口如图2所示.Pc机串13lllRS.232/RS.485转换器lILIllllllMAX485llMAX485IIMAX485l—IMA—X48 IIlllI—厂单片机1Il单片机2ff单片机3f祝图2通1言接口设计可以通过串口来获取设备的各项数据,然后利用计算机强大的功能进行数据处理,以及打印输出等E.在串口的编程方式中,利用嵌入式汇编语言编写计算机的串口通信程序需要程序员对低级语言的了解和底层硬件的掌握E;WindowsAPI串口编程虽然十分灵活,可以编制出各种串口通信程序,但是编程过于繁琐;Mrciosoft公司提供了MSComm控件,使得开发串口程序变得十分简单, MSComm控件屏蔽了通信过程中的底层操作,可以实现从串行口读人数据或写数据到串行口上,改变其属性,向对象发送消息,为对象事件编写响应代码,很方便地完成用户应用程序之间的串行通信l8].而在VisualBasic应用程序中调用MSComm控件十分容易_g.2)VB中的通信控件.VisualBasic可使用无限扩增的控件,在VB中通过提供功能强的通信控件以使串行通信程序设计方便且高效.通信控件的文件名是MSComm.OCX,其对象名称是MSComm,利用它可以灵活地编写串行通讯程序.在标准版中无通信控件,但可以方便地将通信控件扩增进去.因此,只要熟悉通信控件的结构和使用方法,就可以方便地设计有关的通信程序.VB中的每个控件都有其相应的事件和属性.通信控制只提供一个事件OnComm,该事件的触发可导致对串口的通信事件及错误进行处理.可通过CommEvent属性进行判断以决定当前发生的通信事件和通信错误.3)用VB的通信控件实现异步串行通信第2期吴丽君,等:汽车轮廓检测数据处理系统设计?55? MSComm控件属性设置如下[]:MSComm.PortOpen=True'打开通讯端口MSComm.RTSEnable=False'置通讯端口为发送状态MSComm.Settings="2400,m,8,1"'奇偶校验位置MSComm.OutBufferC0unt一0'清发送缓冲区MSComm.Output=1'发送单片机地址信息MSComm.InBufferCount一0'接收缓冲区MSComm.RThreshold=2'设置接收数据的长度MSComm.RTSEnable—True'置为接收状态通信子程序流程如图3所示.开始,)接收数据字程序入口读数据到缓冲区且存储校验数据',置标志位清标志位ll●(返回信息)图3串口通信程序流程4结束语本文设计了数据采集电路和串行通信接口电路,编制了数据采集子程序以及单片机和上位机串口通信子程序.数据采集采用基于TLC2543串行,逐次逼近式A/D转换芯片,实现对超声波测距传感器采样数据的采集.通过RS485实现4片P89C58X2单片机和上位机之间的数据传输.参考文献[1]懂立业,韩武安.汽车检测线微机控制系统抗干扰措施的几点研究[J].辽宁交通科技,2002(1):47—49.[2]谈宏华,陈康,涂坦,等.基于A T89C51的数据采集系统设计[J].机电一体化,2005(6):55—57.[3]王宜怀.12位A/D转换器TLC2543与51系列单片机接口技术[J].苏州丝绸工学院,1999,10(5):45—49.[4]张虎,薛利军,李白田.一种分布式远程通信系统的实现[J].微计算机应用,2003,24(1):34—36.[5]洪毓敏.自动汽车检测系统中远程通讯的实现[J].农业机械化与电气化,2004(5):61—62.[6]朱泽民,汤恒耀.嵌入式汇编技术原理及应用[J].微型电脑应用,2004(4).[7]余文芳,赵文敏.DELPHI6.0中用TApdComPort实现串行通信[J].哈尔滨商业大学:自然科学版,2005,21(3):3l1—314.[8]尹天明,李也白,张球河,等.基于winAPI串行通信技术的应用研究[J].计算机技术与发展,2006(4):193—195.[9]郭志强.基于RS485总线的工业测控系统的实现[J].现代电子技术,2006(7):93—95.[101徐永洪,符影杰.基于VB6.0的串口通信实现[J].仪器仪表用户,2004,11(1):67—68.[责任编辑:郝丽英]。