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 CLOCK
17 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。

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
14 REF+ I 正基准电压端。

基准电压的正端（通常为Vcc）
被加到REF+，最大的输入电压范围由加于本
端与REF-端的电压差决定
13 REF- I 负基准电压端。

基准电压的低端（通常为地）
被加到REF-
20 Vcc 电源
4 TLC2543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。

该系统主要是采用TLC2543作A/D转换器，把电压和电流值转换成数字信号，GMS90C32作CPU，进行数字信号处理，PS7219作LED显示驱动器，把监测的电压和电流值显示出来，本文主要介绍TLC2543在电力监控显示屏中与单片机GMS90C32的接口部分，包括硬件和软件两部分。

5.1 TLC2543与单片机的硬件接口
电路
GMS90C××和GMS97C××系列是
LGS公司的51系列单片机，这类单片
机都不带SPI或相同的接口能力，为了
和TLC2543模数转换器接口，需要用
软件来模拟SPI的时序操作。

图4是
TLC2543和GMS90C××或
GMS97C××的接口简图，TLC2543
的I/O 时钟、数据输入、片选由并
行双向I/O口1的引脚P1.0、P1.1、
P1.3提供。

TLC2543的转换结果数据
通过口1的P1.2脚接收，通道选择和
图4TLC2543和GMS90C32接口
方式数据通过口3输入到微控制器。

在设计制作时要注意如下三个问题：
（1）电源去耦
当使用TLC2543这种12位A/D器件时，每个模拟IC的电源端必须用一个0.1μF的陶瓷电容连接到地，用作去耦电容。

在噪声影响较大的环境中，建议每个电源和陶瓷电容端并一个10μF的钽电容，这样能够减小噪声的影响。

（2）接地
对模拟器件和数字器件，电源的地线回路必须分开，以防止数字部分的噪声电流通过模拟地回路引入，产生噪声电压，从而对模拟信号产生干扰。

所有的地线回路都有一定的阻抗，因此地线要尽可能宽或用地线平面，以减小阻抗，连线应当尽可能短，如果使用开关电源，则开关电源要远离模拟器件。

（3）电路板布线
使用TLC2543时一定要注意电路板的布线，电路板的布线要确保数字信号和模拟信号隔开，模拟线和数字线特别是时钟信号线不能互相平行，也不能在TLC2543芯片下面布数字信号线。

5.2软件
包括主程序和两个子程序“SET1”、“SET2”。

主程序定义口1的I/O引脚方向：P1.2设置为输入端，P1.0、P1.1和P1.3设置为输出端。

设定P1.3使TLC2543片选端为高，“SET1”被调用，这个子程序模拟SPI操作，在TLC2543和微控制器间交换数据。

检测最低位前导（LSBF）标志，即通道选择/方式数据字节的位1，以决定转换结果的哪个字节最先传送，子程序“SET2”用于映射相应于所选择的特定通道的MSBYTE和LSBYTE到偶数或奇数的RAM地址。

程序清单如下：
ORG2000H
BEGIN：MOVSP，#50H ；设置堆栈指针
MOVP1，#04H ；定义口1的输入和输出
CLRP1.0 ；清I/O时钟
SETBP1.3 ；设置片选为高
MOVA，#0FFH
ACALLSET1 ；调SET1子程序
ACALLSET2 ；调SET2子程序
JMPBEGIN ；转到BEGIN
SET1：MOVR4，P3 ；读方式/通道数据
MOVA，R4
CLRP1.3 ；设置片选为低
JBACC.1，LSB ；如果A的位1为1，则先传送低字节
MSB：MOVR5，#08H ；设置高4位计数器
LOP1：MOVC，P1.2 ；读转换结果
RLC A ；A寄存器的内容左移
MOVP1.1，C ；输出方式/通道字节
SETBP1.0 ；设置I/O时钟为高
CLR P1.0 ；设置I/O时钟为低
DJNZR5，LOP1 ；不为0则返回LOP1
MOVR2，A ；把高字节放到R2
MOVA，R4 ；把方式/通道控制字放到R2
JBACC.1，RETURN
LSB：MOVR5，#08H ；设置低字节计数器
LOP2：MOVC，P1.2 ；读转换数据到C
RLC A ；A的内容到C
MOVP1.1，C ；输出方式/通道字节
SETBP1.0 ；设置时钟为高
CLRP1.0 ；设置时钟为低
DJNZR5，LOP2 ；R5不为0，则返回LOP2
MOVR3，A ；把低字节反放到R3
MOVA，R4 ；把方式/通道控制字放到R3
JBACC.1，MSB ；如果R4的位1为1，则传送高字节RETURN：RET
SET2：MOVA，R4 ；读方式/通道控制字
ANLA，#0F0H ；保留通道控制字
SWAPA ；A寄存器中的高4和低4位交换
MOVB，#02H
MULA，B ；A和B相乘
ADDA，#030H ；A的内容再加30H
MOVR1，A
MOVA，R2
MOV@R1，A ；把高字节的内容放到对应地址中
INC R1
MOVA，R3
MOV@R1，A ；把低字节的内容放到对应地址中
RET
END。