TLC2543引脚、功能及时序

TLC2543引脚、功能及时序

一、模块采用TI公司的TLC2543 12位串行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I/O 资源，且价格适中。其特点有：

（1）12位分辨率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+1LSB（max）

（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。

二、TLC2543的引脚排列如图所示。

1~9、11、12——AIN0～AIN10为模拟输入端；

15——CS 为片选端；

17——DIN 为串行数据输入端；（控制字输入端，用于选择转换及输出数据格式）

16——DOUT为A/D转换结果的三态串行输出端；（A/D转换结果的输出端。）19——EOC为转换结束端；

18——CLK为I/O时钟；（控制输入输出的时钟，由外部输入。）

14——REF+为正基准电压端；

13——REF-为负基准电压端；

20——VCC为电源；

10——GND为地。

三、TLC2543的使用方法

3．1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。

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，

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。

3．2转换过程

1）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。

2）开始时，CS片选为高，I/O CLOCK、DATA INPUT被禁止，DATA OUT 呈高阻状，EOC为高。

3）使CS变低，I/OCLOCK、DATAINPUT使能，DATAOUT脱离高阻状态。12个时钟信号从I/OCLOCK端依次加入，随着时钟信号的加入，控制字从DATAINPUT一位一位地在时钟信号的上升沿时被送入TLC2543(高位先送入)，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DATAOUT一位一位地移出（下降沿）。（在cs=0时输出第一位，其他的在下降沿输出）

四、TLC2543的简要工作过程

TLC2543的工作过程分为两个周期:I/O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。

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8、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。

在DATA OUT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的上升沿。若转换由CS控制,则第一个输出数据发生在CS的下降沿。这个数据串是前一次转换的结果,在第一个输出数据位之后的每个后续位均由后续的I/O时钟下降沿输出。

b) 转换周期

在I/O周期的最后一个I/O CLOCK下降沿之后,EOC变低,采样值保持不变,转换周期开始,片内转换器对采样值进行逐次逼近式A/D转换,其工作由与I/O CLOCK同步的内部时钟控制。转换完成后EOC变高,转换结果锁存在输出数据寄存器中,待下一个I/O周期输出。I/O周期和转换周期交替进行,从而可减小外部的数字噪声对转换精度的影响。