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

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    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10μs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、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。

    图1TLC2543的封装

    表1TLC2543引脚说明

    4接口时序

    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。

    图216时钟传送时序图（使用，MSB在前）

    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。

    5.1硬件

    GMS90C××和GMS97C××系列是LGS公司的51系列单片机，这类单片机都不带SPI或相同的接口能力，为了和TLC2543模数转换器接口，需要用软件来模拟SPI的时序操作。图4是TLC2543和GMS90C××或GMS97C××的接口简图，TLC2543的I/O时钟、数据输入、片选由并行双向I/O口1的引脚P1.0、P1.1、P1.3提供。TLC2543的转换结果数据通过口1的P1.2脚接收，通道选择和方式数据通过口3输入到微控制器。

    图4TLC2543和GMS90C32接口

    在设计制作时要注意如下三个问题：

    （1）电源去耦

    当使用TLC2543这种12位A/D器件时，每个模拟IC的电源端必须用一个0.1μF的陶瓷电容连接到地，用作去耦电容。在噪声影响较大的环境中，建议每个电源和陶瓷电容端并一个10μF的钽电容，这样能够减小噪声的影响。

    （2）接地

    对模拟器件和数字器件，电源的地线回路必须分开，以防止数字部分的噪声电流通过模拟地回路引入，产生噪声电压，从而对模拟信号产生干扰。所有的地线回路都有一定的阻抗，因此地线要尽可能宽或用地线平面，以减小阻抗，连线应当尽可能短，如果使用开关电源，则开关电源要远离模拟器件。

    （3）电路板布线

    使用TLC2543时一定要注意电路板的布线，电路板的布线要确保数字信号和模拟信号隔开，模拟线和数字线特别是时钟信号线不能互相平行，也不能在TLC2543芯片下面布数字信号线。

    5.2软件

    包括主程序和两个子程序“SET1”、“SET2”。主程序定义口1的I/O引脚方向：P1.2设置为输入端，P1.0、P1.1和P1.3设置为输出端。设定P1.3使TLC2543片选端为高，“SET1”被调用，这个子程序模拟SPI操作，在TLC2543和微控制器间交换数据。检测最低位前导（LSBF）标志，即通道选择/方式数据字节的位1，以决定转换结果的哪个字节最先传送，子程序“SET2”用于映射相应于所选择的特定通道的MSBYTE和LSBYTE到偶数或奇数的RAM地址。

    程序清单如下：

    ORG2000H

    BEGIN：MOVSP，#50H；设置堆栈指针

    MOVP1，#04H；定义口1的输入和输出

    CLRP1.0；清I/O时钟

    SETBP1.3；设置片选

    为高

    MOVA，#0FFH

    ACALLSET1；调SET1子程序

    ACALLSET2；调SET2子程序

    JMPBEGIN；转到BEGIN

    SET1：MOVR4，P3；读方式/通道数据

    MOVA，R4

    CLRP1.3；设置片选为低

    JBACC.1，LSB；如果A的位1为1，则先传送低字节

    MSB：MOVR5，#08H；设置高4位计数器

    LOP1：MOVC，P1.2；读转换结果

    RLCA；A寄存器的内容左移

    MOVP1.1，C；输出方式/通道字节

    SETBP1.0；设置I/O时钟为高

    CLRP1.0；设置I/O时钟为低

    DJNZR5，LOP1；不为0则返回LOP1

    MOVR2，A；把高字节放到R2

    MOVA，R4；把方式/通道控制字放到R2

    JBACC.1，RETURN

    LSB：MOVR5，#08H；设置低字节计数器

    LOP2：MOVC，P1.2；读转换数据到C

    RLCA；A的内容到C

    MOVP1.1，C；输出方式/通道字节

    SETBP1.0；设置时钟为高

    CLRP1.0；设置时钟为低

    DJNZR5，LOP2；R5不为0，则返回LOP2

    MOVR3，A；把低字节反放到R3

    MOVA，R4；把方式/通道控制字放到R3

    JBACC.1，MSB；如果R4的位1为1，则传送高字节

    RETURN：RET

    SET2：MOVA，R4；读方式/通道控制字

    ANLA，#0F0H；保留通道控制字

    SWAPA；A寄存器中的高4和低4位交换

    MOVB，#02H

    MULA，B；A和B相乘

    ADDA，#030H；A的内容再加30H

    MOVR1，A

    MOVA，R2

    MOV@R1，A；把高字节的内容放到对应地址中

    INCR1

    MOVA，R3

    MOV@R1，A；把低字节的内容放到对应地址中

    RET

    END

    参考文献

    1TI模数/数模转换器数据手册（第一册）.武汉力源电子股份有限公司,1998/04