串行AD实验预习报告.docx

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1、者鹏飞11300720211通信工程30桌周一下午5/19/2014串行AD实验预习报告一．实验目的学习使用串行模数转换芯片TLC549进行电压采集和数据处理。二．实验原理TLC549是美国德州仪器（TI）公司生产的8位串行逐次比较型A/D转换芯片。通用微处理器通过串行控制线可实现对该芯片的控制。该芯片具有4MHz片内系统时钟和软、硬件控制电路，转换时间最长17μs，转换速度为40000次/s。总失调误差最大为±0.5LSB，典型功耗值为6mW。管脚封装如图1所示：图1TLC549管脚封装图管脚定义为：4、8脚为电源输入和接地；2

2、脚AIN模拟采样电压的输入；5脚-CS为片选信号，当-CS为高时，数据输出DATA_OUT端处于高阻状态；7脚I/OCLK为时钟信号的输入；6脚DOUT为转换后的串行数据输出；1、3脚为参考电压输入，其中1脚REF+，3脚REF-，通常为保证器件工作良好，REF+电压应高于REF-电压至少1V，为减少误差，建议相差4.75V以上。TLC549的工作时序如图2所示：图2TLC549工作时序图如上图所示，首先将CS置低，内部电路在测得CS下降沿后，等待ten后自动将前一次6/6者鹏飞11300720211通信工程30桌周一下午5/19

3、/2014转换结果的最高位(D7)位输出到DATAOUT端上。前四个IO_CLOCK周期的下降沿依次移出第2、3、4和第5个位(D6、D5、D4、D3)，片上采样保持电路在第4个IO_CLOCK下降沿开始采样模拟输入。接下来的3个IO_CLOCK周期的下降沿移出第6、7、8(D2、D1、D0)个转换位。最后，片上采样保持电路在第8个I/OCLOCK周期的下降沿后，开始A/D转换。第8个IO_CLOCK后，CS必须为高，或IO_CLOCK保持低电平，这种状态需要维持tconv以等待保持和转换工作的完成。三．实验设备及器件PC机，DP

4、-51PROC单片机综合仿真试验仪。四．实验内容1.实验要求1.1REF+连基准源的+5V（通过可调电阻调整），CLK、DAT和-CS分别连P10、P11和P12。D2区电位器的输出连ANIN。通过单片机P1口控制串行AD转换芯片TLC549实现模拟电压信号的采集，并存入内部数据存储器。记录10组不同的电压转换值，并分析误差。1.2使用信号源产生0~+5V区间的正弦波，使用串行A/D转换芯片TLC549实现信号采集，并利用采样定律分析采样频率与输入信号频率的关系。2.实验设计TLC549在进行本次转换时，所读取的实际上是上次转换的

5、值，这一点在编程时需要注意。另外，由于AD采样时可能会受到噪声的干扰，所以最终的AD转换结果与实际模拟值之间存在一定的误差，只要这一误差足够小且满足误差允许的范围，则可以认为AD转换是精确的。在利用采样定律分析采样频率与信号频率的关系时，可以利用定时器产生固定的时间间隔，即采样间隔。利用采样得到的数据进行拟合，或者用matlab进行频谱分析，就可以得知波形是否有失真，进而得知该情况下的采样频率是否合理。由于可能需要多次测量，所以选定一适合的信号频率，在该信号频率下，采样频率应该满足采样定律，然后上下调整信号频率，这样就免去了每次测

6、量都要修改定时中断的麻烦，所以固定采样频率，调整信号频率，这样就比较简单。假设适合的信号频率为5KHz，则采样频率定为10.24KHz（采样频率取得稍大），定时器计数值为921.6K/10.24K=90D，则计数初值为256-90=166D=A6H，计数器工作在方式2，且开放中断。3.程序流程图6/6者鹏飞11300720211通信工程30桌周一下午5/19/2014图3实验要求1流程图图4实验要求2流程图4.电路连接图图5AD转换硬件连接图6/6者鹏飞11300720211通信工程30桌周一下午5/19/20144.程序清单5.

7、1记录10组不同电压的转换值CSBITP1.2;定义使能信号CSDATBITP1.1;定义数据输入管脚CLKBITP1.0;定义时钟信号AD_DATADATA30H;AD转换结果缓冲区ORG8000H;伪指令，定义代码存放开始地址，硬件仿真LJMPMAINORG8100H;伪指令，以下代码从8100H开始存放MAIN:ACALLTLC549_ADC;首次启动AD转换MOVR7,#0FFH;延时，等待转换结束DJNZR7,$ACALLTLC549_ADC;读取上次ADC值，再次启动转换MOVAD_DATA,A;转换结果送缓冲区SJM

8、P$TLC549_ADC:CLRA;清零寄存器CLRCLK;准备提供上升沿，送出结果CLRCS;选中TLC549MOVR6,#8TLCAD_L1:SETBCLK;送出转换结果的一位NOPNOPMOVC,DATRLCACLRCLK;DAT=0，为读出