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带嵌入式MCU的8通道12位AD转换器ADuC812及其应用

发布时间:2020-07-21 17:21:31 阅读: 来源:铝丝网厂家

介绍了带嵌入式MCU的8通道12位A/D转换器ADuC812的结构和使用方法,及其在动平衡机测量系统中的应用。 关键词:MCU,A/D转换器,ADuC812,动平衡机

本文引用地址:引言A/D转换器的种类很多,不同的应用场合对其要求不同,有的要求高转换速率,有的要求有高精度,还有的用于便携式仪表中,需要低功耗等等。用于数据采集板的A/D转换器,一般是和计算机或微处理器结合在一起使用。随着单片机在各种智能仪器仪表中的广泛应用,出现了一些将A/D转换器和单片机内核集成在一块芯片上的数据采集芯片,ADuC812就是这样一种芯片。ADuC812是8通道12位逐次逼近式A/D转换器,它具有如下特点(见Analog Devices公司的资料:MicroConverter,Multichannel 12-Bit ADC withEmbedded Flash MCU ADuC812,2002):内含8通道高精度12位A/D转换器;高达200kHz的采样转换速率;可通过DMA控制器实现由ADC到外部数据存储器之间的高速数据存储;片内还包含2个12位D/A转换器;片内包含有温度传感器;片内集成有和8051兼容的MCU内核,工作频率为12MHz,最高可达16MHz,MCU上带有3个16位定时/计数器,9个中断源,两级中断优先级;片内带8K字节的FLASH程序存储器,640字节FLASH数据存储器,以及256字节的片内RAM数据存储器,同时还可扩展16M字节外部数据存储器以及64K字节的程序存储器;低电压3V或5V供电,有节电模式;带UART和SPI串行接口;带看门狗定时器。2管脚说明 ADuC812采用S-52封装,它的大部分管脚和8051相应管脚功能相同,几个主要管脚功能如下:P1口:和8051的P1口功能不同,它只能作为模拟或数字信号的输入口,而不能作为输出口,缺省状态为8路模拟信号输入端,要使它们中的某位变为数字信号输入脚,应向P1口对应的特殊功能寄存器的相应位写入“0”信号,如果该特殊功能寄存器的相应位为“1”,则该位对应的管脚为模拟信号输入脚;DAC0、DAC1:为两路D/A转换器的模拟信号输出脚;SS、SCLK、MOSI、MISO:为串行设备接口(SPI)。SS为SPI接口的从属设备选择,在多机通信中使用,SCLK为SPI接口时钟,MOSI以及MISO为输入/输出数据线;D0、D1:和SPI接口复用的数字输出脚,通过DCON特殊功能寄存器控制从D0或D1脚输出数字信号;T2:定时器2数字信号输入脚;T2EX:数字输入脚,读取定时器2的计数器或重装该计数器的触发脚,负跳变时有效。其它脚的功能和8051相应脚的功能相同。3使用方法3.1程序存储器程序存储器分为片内程序存储器和片外程序存储器,片内含有8K字节的FLASH可编程程序存储器,可满足大部分数据采集系统的设计要求,该段程序存储器可以用两种方式写入,一种是通过标准的UART串行接口进行串行下载写入,当PSEN管脚通过外部电阻接地时,在上电后自动进入串行下载模式,通过串行口自动从外部开发系统中下载程序;第二种方式和E2PROM的编程方式相同,通过编程器进行并行写入。3.2数据存储器ADuC812的用户数据存储器包含三部分,片内640字节的FLASH数据存储器、256字节的RAM以及片外可扩展到16M字节的数据存储器,其中640字节的数据存储器被分成160页,每页4字节,通过6个特殊功能寄存器来进行存取,即通过ECON、EADRL以及EDATA1~4来存取,EADRL寄存器指定要进行数据存取的页地址,ECON控制寄存器可控制EDATA1~4寄存器和EADRL指定的页内4个存储器之间进行数据交换,而ECON还可控制FLASH数据存储器的擦除、校验等操作,它的控制模式如表1所示。

外部数据存储器的寻址范围为000000H~0FFFFFFH,共有16M字节地址空间,低16位地址线的连接和8051单片机系统中的外部数据存储器的地址连接方式相同,高8位的连接方式是复用P2口,利用ALE地址锁存信号在锁存P0口的低8位地址信号的同时锁存高8位地址信号,来实现16M字节地址空间的寻址。它的数据指针和8051单片机不同,是由3个8位寄存器组成,即DPP(页字节)、DPH(高位字节)、DPL(低位字节)。3.3A/D转换器ADuC812包含一个8通道单电源12位逐次逼近A/D转换器,A/D转换器的线性误差为±1/2 LSB,转换时间为5μs,可以提供内部2.5V参考电源,同时也可以外接从2.5V到AVDD的参考电源,通过ADCCON1~3三个特殊功能寄存器来控制A/D转换,转换结果可保存在ADCDATAH/L二个特殊功能寄存器中,转换数据的低8位保存在ADCDATAL寄存器中,而高4位保存在ADCDATAH的低4位中,ADCDATAH的高四位用来保存采样的通道号。如果采样数据较大,如以200kHz的速率对被输入的模拟信号进行连续采样,这时必须用DMA模式,将采样数据直接保存在外部数据存储器中,采样结束后再对数据进行处理。 三个控制寄存器的功能如下。 (1)ADCCON1控制采集和转换时间以及转换模式,各位的功能如下:

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