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精品文档-下载后可编辑ADμC812的数据采集子系统及其ISP技术-新品速递
摘要:主要介绍AD公司推出的在系统可编程微转换器ADμC812的ADC采集子系统的组成、结构和控制特性;对片内Flash存储器的在系统编程技术和程序调试方式;举例说明如何采用中断方式定时进行AD数据采集和数字滤波的过程。
关键词:数据采集Flash存储器ISP数字滤波
在单片机应用如火口荼的今天,一个真正的单片在系统可编程全智能数据采集系统终于出现了。它就是AD公司推出的嵌入式FlashMCU微转换器ADμC812。
ADμC812在单个芯片内集成了8路12位ADC采集系统、2路12位DAC、80C52MCU内核、8KB的闪速/电可擦除程序存储器、640字节的闪速/电可擦除数据存储器、看门狗定时器、640字节的闪速/电可擦除数据存储器、看门狗定时器、电源监视器、I2C兼容的SPI和标准的UART串行I/O模块及灵活的电源管理方案等等,真正实现了单片机应用系统的单片机。限于篇幅,本文只介绍其ADC采集子系统及其在系统编程技术。
一、ADμC812的ADC采集子系统
1.硬件组成结构
ADμC812的ADC采集子系统部分由模拟多路转换器、温度传感器、采样保持电路(T/H)、12位逐次逼近比较的ADC、+2.5V基准源和ADC校正、控制逻辑组成,其组成如图1所示。
ADμC812的模拟输入端的电压有效输入范围与基准源有关。当采用内部基准源时,其有效输入范围为0~+2.5V;当采用外部基准源时,外部基准源应从Vref端引入,其合适的范围为+2.3~+5V,相应的模拟输入端的电压范围为0V~Vref。无论如何不应使其输入电平为负或超过允许值AVDD+0.3V。当信号输入为双极性时,必须加入电平位移网络,使其变为单极性信号输入,如图2所示。
ADμC812可工作在-40~+85℃的工业级范围,有3V和5V两种供电工作方式,以便进一步降低功耗。ADC模拟包含了5μs、8通道、12位、单电源A/D转换器。其中,A/D转换器由基于电容DAC的常规则逐次逼近转换器组成,可保证的±1LSB的差分非线性和±1/2LSB和积分非线性。在上电时由工厂编程的校准系数自动到ADC,以确保的ADC性能。该校准系数包括内部失调和增益校准两个方面,用户可根据需要重写工厂编程的校准系数,以便使用户目标系统中端点误差的影响。来自片内温度传感器的电压输出正比于热力学温度,它可通过多路转换器的第9个ADC通道输入,这方便了温度测量的实现。
2.软件控制特性
可编程性是应用系统发展的必然趋势。为适应不同信号源的实际需求,ADμC812片内ADC模块内的所有部件都能方便地通过3个SFR寄存器来设置。
(1)ADCCON1——控制转换和采集时间
(2)ADCCON2——控制ADC通道选择和转换模式
(3)ADCCON3——ADC状态指示
二、ADμC812的系统调试、编程技术
目前,由于ADμC812只提供表贴封装形式,因而在用仿真器进行程序调试时将会带来一些问题。为方便调试,ADμC812A片内除集成了各具特色的硬件模块外,还因化了方便实用的监控调试软件,使其只需少量的外围器件即可实现联机调试,从而大大方便了用户的使用,缩短了产品的研制周期。启用调试方式的电路连接如图3所示。
在上电复位的瞬间,使EA引脚接高电平,PSEN引脚接一下拉电阻,即可使ADμC812进入监控调试支援方式。在此方式下,通过基于PC的QuickStart开发工具包,即可用户程序。通过运行于MicrosoftWindows系统下的下的ADμC.exe调试软件,可实时调试用户程序。
该调试软件支持单步、断点和连续运行等工作方式,可方便地观察MCU的运行结果,包括内部RAM、SFR、程序FlashEEPROM和数据FlashEEPROM等单元的内容。从而提高了工作效率,缩短了产品的开发周期。图3中MAX232为RS232电平转换器,用于将TTL电平转换成RS232电平,以便直接连至PC的串行口,进行联机调试或程序。
QuickStart还提供了工作于DOS环境下的串行软件DownLoad.exe。运行该软件可直接将用户程序编程到ADμC812芯片中的程序Flash存储器中,免除了需用编程器和封装适配器的麻烦,真正实现了在系统可编程。QuickStart开发工具软件包可从/microconverter/quick-start.html得到。
三、定时ADC编程举例
该例程主要说明如何利用ADC的单次转换功能实现定时采样的目的。定时器T0用于1.25ms定时,8个通道完成数据采集需要10ms。为增加抗干扰的能力,软件中还加入了数字滤波功能。每个通道连续采样16次后再进行平均处理,然后将高8位结果送出,其汇编语言源程序清单如下:
$NOMOD51
$INCLUDE();使用ADμC812预定义符
Timer_ms_constequ(65536-9216/8);当晶振频率为11.0592MHz时,10ms对应9216个周期
ADC_tlagequ20H.0;AD转换标志,=1时表示采样的8路AD值有效
ADC_counequ30H;用于指示当前正在处理的ADC通道
ADC_resultequ38H;38H~3FH存入0~7通道的ADC结果
ADC_accequ40H;40~4FH存入0~7通道的累加值
ORG0000H
start:
jmpBegin
ORGstart+0BH
JmpTimer0_interrupt
ORGstart+100h
Begin;
movSP,#60H
movR0,#20H;清工作单元
movR7,#40H
clrA
iRAM_init;
mov@R0,A
incR0
djnzR7,iRAM_init
callTimer0_init;初始化T0为1.25ms中断
callADC_init;初始化ADC为单次转换
setbEA
Controlloop:
JnbADC_flag,Controlloop
……;将AD转换的结果取走
clrADC_flag;允许开始下转换
jmpControlloop
ADC_init:
movADCCON1,#01101100B;上电ADC
movADCCON2,ADC_count;选择转换通道
ret
Timer0_interrupt:
setbSCONV;开始单次ADC转换
movTL0,#LOW(Timer_ms_const);装入定时常数
movTH0,#HIGH(Timer_ms_const)
pushPSW
movPSW,#00001000B;使用page1
movR2,A;暂存A累
Timer0_int_ADC:
jbADC_flag,Timer0_int_ADC_end;数据未取走则退出
MovA,ADCCON3;读ADC状态
jbACC.7,Timer0_int_ADC
movA,ADC_count
anlA,#07H
rlA
addA,#ADC_acc
movR0,A
movA,ADCDATAL;将ADC转换结果加入累加单元
addA,@R0
mov@R0,A
incR0
movA,ADCDATAH
anlA,#0FH
addcA,@R0
mov#R0,A
incADC_count
movA,ADC_count
anlA,#07H
movADCCON2,A;选择下一通道
movA,ADC_count
cjneA,#80H,Timer0_int_ADC_end
movADC_count,#0
movR0,#ADC_acc;数字滤波后存入ADC结果
movR1,#ADC_result
movR7,#08
Timer0_int_save_ADC:
clrA
mov#R0,A
incR0
xchA,#R0
mov@R1,A
incR0
incR1
djnz,R7,Timer0_int_save_ADC
setbADC_flag
Timer0_int_ADC_end:
MovA,R2
P
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