精选TLC2543在仪器仪表中的应用

1、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10s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

2、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引脚说明引脚号名称i/o说明19,11,12ain0ain10i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50，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 clock17datainputi

3、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 outoa/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19eoco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10gnd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18i/o clocki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

4、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14ref+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13ref-i负基准电压端。基准电压的低端（通常为地）被加到ref-20vcc电源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

5、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

6、，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硬件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gms

7、97c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，通道选择和方式数据通过口3输入到微控制器。图4tlc2543和gms90c32接口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0.1f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10f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

8、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

9、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：org2000hbegin：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，#0ffhacallset1；调set1子程序acallset2；调set2子程序jmpbegin；转到beginset1：movr4，p3；读方式/通道数据

10、mova，r4clrp1.3；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lop1movr2，a；把高字节放到r2mova，r4；把方式/通道控制字放到r2jbacc.1，returnlsb：movr5，#08h；设置低字节计数器lop2：movc，p1.2；读转换数据到crlc a；a的内容到cmovp1.1，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lop2movr3，a；把低字节反放到r3mova，r4；把方式/通道控制字放到r3jbacc.1，msb；如果r4的位1为1，则传送高字节return：retset2：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，#02hmula，b；a和b相乘adda，#030h；a的内容