谢小平 中国科学院光电技术研究所
1. TLC0820介绍
TLC0820是一个经过改进的高速并行8位模数转换器,它具有如下特点: ●带改进的LinCMOSTM硅门技术; ●采用8位并行输出; ●读方式最快转换时间为2.5μs; ●不需外部时钟和振荡元件; ●片内具有跟踪和保持电路; ●单电源5V供电; ●TLC0820A可直接代替国家半导体的ADC0820C/CC和模拟器件公司的AD7892K/BT。 1.1 引脚排列 图1为TLC0820的两种封装形式的引脚排列图。各引脚定义及功能说明如表1所列。 1.2 功能框图 TLC0820的功能框图如图2所示,TLC0820AC和TLC0820AI是经改进的LinCMOSTM8位模数转换器,其内部包含了两个4位闪速转换器、一个4位数模转换、一个求和放大器以及转换结果锁存器。改进的闪速技术使得器件可低功耗运行。该器件温度范围较宽,并且在1.18μs内就能完成8位转换。片内具有跟踪保持电路以及100ns采样窗口,因此器件在不增加外部采样器的情况下可以进行从低速到100mV/μs的高速模拟信号的转换。同时具有与TTL兼容的三态数据输出。它的两种操作方式,都能很好地与各种微处理器接口。本文主要介绍它的并行输出和单片机的接口。
1.3 电参数
TLC0820的极限工作参数如下: 电源电压VCC:10V; 输入电压范围:0.2~VCC+0.2V; 输出电压范围:0.2~VCC+0.5V; 温度范围:TLC0820AC:0~70℃,TLC0820AI:0~85℃; 储存温度:5℃~150℃。 表2所列为TLC0820的推荐工作参数。 2. TLC0820的工作原理 TLC0820AC和TLC0820AI兼容,且都具有数据采样比较、闪速高速转换器、两个4位闪速模数转换器和满量程8位输出锁存器。 转换器的模拟输入电压范围为1V到VCC+1V。低于VREF-+1/2LSB高于VREF++1/2LSB的模拟输入电压转换为00000000(11111111),最大参数输入值作为满量程模拟输入信号。这样可使ADC增益随参考电压变化,从而自动的转换输入电压范围。 通过MODE的设置,TLC0820可工作在读和写读两种方式。当MODE为低时,转换器为只读方式。在这种方式中,WR/RDY作为输出,并作为准备间隔的参考;同时,当CS为低时,WR/RDY亦为低,表明器件忙,转换器在RD的下降沿开始转换,经过不到2.5μs转换完成,此时INT下降,WR/RDY为高阻,数据输出也由高阻变为有效的数据端,当数据读出后,RD变高,INT返回高,数据输出端返回到高阻态;当MODE为高时,转换器为写读方式,WR/RDY作为写间隔时间参考。当CS和WR/RDY为低时,转换器开始测量输入信号,大约600ns后WR/RDY返回高,转换器完成转换。在写读方式中,WR/RDY在上升沿开始转换。
高端4位闪速ADC同时对输入信号进行测量,其输出结果经高精密4位DAC产生离散模拟电压,经1s延时后,低端转换器将其输入电平和高位DAC产生的离散模拟电压进行比较并产生不同的模拟信号数字转换,对每个转换结果进行8位锁存,在RD的下降沿输出到三态输出缓冲器中。 3. TLC0820与AT89C2051的接口 TLC0820与AT89C2051的硬件连接如图3所示。该电路利用TLC0820采集光信号,并以写读方式工作,它的控制信号由单片机输出控制,转换数据由单片机读出。电路中光信号经光敏电路转换成电压信号,经隔离(U4)、放大(U3)后输出到TLC0820的输入端,AT89C2051的P3.2和P3.3作为启动A/D和读A/D,P3.6为数据转换完成信号,转换器的输出直接到AT89C2051的输入端P1口。其工作过程为:首先P3.2输出一启动信号,计算机查询P3.5,当它为低时,P3.3输出读取数据信号,AT89C2051读取A/D转换数据。在电路中,根据光的强弱调节可变电位器的大小,可满足最小灵敏度的要求。其采集子程序如下。 Org 0000h Sjamp start Org 100h Start: Mov sp,#60h Mov r0,#30h ; 缓冲区RAM的地址 Mov r7,#00H ;采集数量 Test: Setb p3.2 ;启动A/D转换器 Nop Nop Nop Clr p3.2 Input: Mov a,p3.5 ;测试转换完成信号 Jnz acc.5,input Setb p3.3 ;读入A/D转换器 Nop Nop Nop Clr P3.3 Mov a,p1 ;将转换数据保存在内部RAM中 Mov @r0,a Inc r0 ;RAM地址增加 Djnz r7,test ;不满足256个数据继续采集 RETI 4. 结束语 用TLC0820作模数转换,不需要外部振荡元件和时钟信号,外围电路简单,转换速度高,完成一次转换时间仅需2.5μs,同时,它很容易与微机接口。
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