TLC2543及其接口电路

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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10Ms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、

2、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。u1123 J219 Jia17：51Q J15u：a g1:j.1210J1 AINUAIH1AIN2AIN：J .i.INi A INS .O.IHS-i.IN?叱亡EC-2DATA INPUTDATA OUTCS RE JA IN 10.j.iuaGhkDAINU AINi A INSAINUAIN7llCE$可L可i n tlji n ia 2 1 2I：| 19 r 1d1

3、7 1S13 11 12 1：J9 10i11lllllliL1 Cl CLi2-2KDAm INPUTDAT：. OUTFsRET4竜子市IS踊WWW.DZC.COII全球X I C采购EUUDLIE可OTW匚图1TLC2543的封装引脚号名称1/0说明19.-11.-12AINOAIN10I模拟垦输入端-11路输入信号由內部 爹路龍选通。对于4.1MHZ的 I/OCLQtik J驰动源阻抗必颔小于或 等于50Q,而且用5CJI3F电容来限制模 拟输丸.电压的斜率15I片选嵐在饰端由高变低时，內部计 数器复位口由低变高时，在设定时间内 lkDATAINPUWI/Q GLOCK.17DATAI

4、NP UTI串行数据输入端-由4位的車行地址输 入来选挥複拟虽输懑道16DATA OUT0代/D转换结果的三态串行输出端-饰 为高时处于高阻抗状态，W为低时处 于泓活状态19EOC0转换结束端。在杲后的I质1 0厲：下 降沿之后，EOCA高电平变为低电平 并保持到转换完成和数据准备隹输为止10GND地。OND是内部电略的地!可路端口除 另有说明外，所有电压测量都相对 GND而言10GND地。GND是内部毘路的地回路端-除 另有说明外，所有电压测量都相对 GND而言ISI/O :;CLOCKI航輸出时屏端口 i/oClc元k接收串 行输天蓿号并完成以下四T功能： （1 ）1/0 CLOCK的前8

5、十上升沿， 8位输天数据存XA数据寄存器o （2）在I/OCLO.CK的第斗平下隆沿， 被选逋的模拟输入电压开始向电容器充 电，直到I/OCLOCK的最腐一茅年降 沿为止-（言）将前一次转换数据的茸 余11位输出到DATA OUT，在 I/O!? LQG求的下降沿时数据开贻变 化口诚1_血的摄后M下降 皑，将转换的控制信号隹送到内部状态 控制位14REF+I于基堆电压端-基淮毘压.的正端f通常 为沁）被加到REF-f ,杲犬的输:A.电 压范围由加于本端与RE F需的电压差 决定13REF-I负基准电压喘U基准电压的低端（逋常 为地）被加到REF-：20ypc电源表1TLC2543引脚说明4接

6、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。CS-11TI/O CLOCK冋冋冋F1冋冋冋冋叮冋冋必/网网卩H 谅冋周朝E 止采此周朝E jDATAOUTMSBLSB i牒迦O0O张C怡O0C钦燼。纽E：7E：4E：3E：2E：1E：0EOC J豁鑑觴勰-全球亟大i L+_.J:T

7、conu二A皿转極rf间图216时钟传送时序图（使用，MSB在前）1JJFI/O CLOCK 谅问周期bk采昨周朗IpqutCA15 X A14XA13X A12XA11 XASXrXAQ XV 前吹爨隨数帕卞才低电平EOCj电子市13显全球最尢广Lt沖uA/D转隨rf间图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

8、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。+ 5VAINOVerBI選31AIMREF+AIN2/CSAIN3AIN4I/O CLOCKA1?S5DATAINPLTAIN6DATA OUTAIN7J HIEOCAI

9、N8A IN 9 HREF-AIN1O:CND图3 TLC2543与89C51单片机的接口原理图1.A/D转换器流程图2.A/D转换软件实现/从TLC2543读取采样值，形参port是采样的通道号，根据TLC2543的时序图 编程unsigned int read2543(uchar port)unsigned int data ad;unsigned int data i;unsigned char data al=0,ah=0;_CS=O;EOC=1;CLOCK=0;Port=4;/左移 4 位for (i=0;i8;i+)/输入通道号一 portD_IN=(b it )(por t&0x

10、80);CLOCK=1;CLOCK=0;port=l;for (i=0;i4;i+)/填充 4 个 CLOCKCLOCK=1;CLOCK=0;_nop_();_nop_();while(!EOC)/等待A/DC转换结束_nop_();_nop_();for (i=O;i4;i+)/取 D11-D8D_ OUT=1; /在单片机中，要从端口取数据，必先将端口置1,然后再取 ah=1;if (D_ OUT) /l判断D_OU7C是否为1,取高4位值 ah|=0x01;CLOCK=1;CLOCK=0;for (i=0;i8;i+)/取 D7D0D_ OUT=1; a1=1;if (D_OUT)/判断D_OUT是否为1,取低8位值al|=0x01;CLOCK=1;CLOCK=0;_CS=1;ad=(unsigned int)ah;ad=8;ad|=al;/得到AD值。令ah和al产生12位数值return (ad);