DS2450轉換器簡(jiǎn)介及接口設計

在普通方式下其串行通信速率為16．3kbps，而超速工作模式時(shí)的速率可達 142kbps，片內16位循環(huán)冗余校驗碼生成器可用于檢測通信的正確性。DS2450是DALLAS公司生產(chǎn)的單總線(xiàn)四通道逐次逼近式A／D轉換器芯片，它的輸入電壓范圍、轉換精度位數和報警門(mén)限電壓均可編程；每個(gè)通道均可用各自的存儲器來(lái)存儲電壓范圍設置、轉換結果和門(mén)限電壓等參數。DS2450采用8腳SOIC小體積封裝。它既可用單5V電源供電，也可采用寄生電源方式供電，芯片正常工作時(shí)的功耗僅2.5mW，空閑時(shí)的功耗為25μW。多個(gè)DS2450或其它功能的具有MicroLAN接口的單總線(xiàn)芯片可以并聯(lián)，CPU只需一根端口線(xiàn)就能與諸多單總線(xiàn)芯片通信，而且占用微處理器的端口較少，因此可節省大量的引出腳和邏輯電路。

　　1 DS2450的引腳排列和內部結構 DS2450 PDF下載

　　1．1 引腳功能

　　DS2450采用8腳SOIC封裝，其管腳功能描述如下：

　　1腳（VDD）：工作電源接入端；
　　2腳（N．C）：懸空引腳；
　　3腳（DATA）：串行數據輸入／輸出端；
　　4腳（GND）：接地端；
　　5腳（AIN－A）：A路模擬電壓輸入端；
　　6腳（AIN－B）：B路模擬電壓輸入端；
　　7腳（AIN－C）：C路模擬電壓輸入端；
　　8腳（AIN－D）：D路模擬電壓輸入端。
　　1．2 內部結構

　　DS2450的內部結構如圖1所示。其中光刻ROM中的64位序列號是出廠(chǎng)前被光刻好的，它可以被看作是該DS2450的地址序列碼。64位光刻 ROM的排列是：開(kāi)始8位（20H）為產(chǎn)品類(lèi)型標號，接著(zhù)的48位是該DS2450自身的序列號，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗碼（CRC＝X8＋X5＋X4＋1）；光刻ROM的作用是使每一個(gè)單總線(xiàn)器件的地址都各不相同，以便在一根總線(xiàn)上掛接多個(gè)單總線(xiàn)芯片。

　　對于一線(xiàn)端口，在ROM功能建立之前，其它功能是無(wú)法實(shí)現的?？偩€(xiàn)控制器必須首先通過(guò)DATA引腳為DS2450提供一個(gè)ROM功能控制命令（8位）。它的7個(gè)功能控制命令為：

　?。?）讀ROM，命令字［33H］；

　?。?）匹配ROM［55H］；

　?。?）搜索ROM［F0H］；

　?。?）跳過(guò)ROM［CCH］；

　?。?）條件搜索ROM［ECH］；

　?。?）超速跳過(guò)ROM［3CH］；

　?。?）超速匹配ROM［69H］。

　　其中超速跳過(guò)ROM或超速匹配ROM命令執行后可使串行通信速率高達142kbps。如果多個(gè)器件連接在一線(xiàn)上，這些命令可對每個(gè)器件的64位ROM 部分進(jìn)行操作，并挑選出一個(gè)特定的器件。然后對選中的DS2450執行下一步的A／D轉換控制命令以及讀寫(xiě)存儲器命令，所有命令或數據的讀／寫(xiě)均從最低位開(kāi)始。

　　1．3 存儲器

　　DS2450內部有24個(gè)地址相連的8位存儲器，可將其分成3頁(yè)，每頁(yè)8字節。第0頁(yè)為A／D轉換結果存儲器，每個(gè)通道占2個(gè)字節共16位。當芯片上電復位時(shí)，該頁(yè)清0；第1頁(yè)為A／D轉換控制與狀態(tài)存儲器；第2頁(yè)為各通道輸入高／低限報警值存儲器。

　　CTLAD：LCALLINIT；發(fā)復位脈沖并接收存在脈沖

　　如果一線(xiàn)上掛接有多個(gè)DS2450以及其他單總線(xiàn)接口芯片，那么采用寄生電源供電和超速模式工作且要求在通訊中進(jìn)行校驗的子程序CTLAD的編寫(xiě)可能會(huì )復雜一些。

　　2 轉換與讀／寫(xiě)控制

　　2．1 轉換控制

　　DS2450的轉換控制首先通過(guò)其DATA端串行送出轉換命令字［3CH］，然后送出通道選擇字和預置控制字，最后啟動(dòng)A／D轉換器進(jìn)行轉換。DS2450的通道選擇字和預置控制字的各位含義如表1所列。

　　在通道選擇字中，對應位為1表示該通道參與轉換。在同時(shí)選擇多個(gè)通道時(shí)，其轉換順序為A→B→C→D，未選中的通道將被跳過(guò)。其A／D轉換的時(shí)間可近似為：

　　轉換時(shí)間＝通道數×轉換精度位數×80μs＋160μs。

　　當所有通道轉換完畢后，系統將發(fā)出讀存儲器命令以獲得轉換結果和對應的狀態(tài)。

　　預置控制字可用于對相應通道的轉換結果存儲器進(jìn)行預置。當SET、CLR＝00時(shí)，為不預置，即保持上次轉換值；當SET、CLR＝01時(shí)，轉換前預置為全0；當SET、CLR＝10時(shí)，預置為全1；而SET、CLR＝11為無(wú)效組合。

　　2．2 存儲器讀／寫(xiě)控制

　　讀存儲器命令可用于讀取轉換結果、工作狀態(tài)和門(mén)限設定值等?？偩€(xiàn)管理器首先送出讀存儲器命令字［AAH］，然后送出兩字節的16位“起始數據”存儲器地址，并在總線(xiàn)上讀取一個(gè)字節的數據后，地址自動(dòng)加1，緊接著(zhù)讀取下一個(gè)數據；當一頁(yè)讀完后，隨后讀取的兩個(gè)字節為內部自動(dòng)產(chǎn)生的16位循環(huán)冗余校驗碼，它是由前面送出的命令字、地址和讀取的存儲器數據并根據下列表達式生成的：

CRC16＝X16＋X15＋X2＋1

　　寫(xiě)存儲器命令主要針對第1頁(yè)和第2頁(yè)存儲器，其目的是寫(xiě)入各通道的工作方式控制字和對應通道的高、低門(mén)限設定值?？偩€(xiàn)管理器首先送出寫(xiě)存儲器命令字［55H］，然后送出兩字節的16位存儲器起始地址，接著(zhù)逐個(gè)送出要寫(xiě)入的數據，其地址也是自動(dòng)加1。若在剛寫(xiě)完一個(gè)數據后執行讀操作，讀出的數據應剛好為前一次寫(xiě)入的數據，可利用這一特點(diǎn)對寫(xiě)入和讀出的數據進(jìn)行比較，以判斷傳輸的正確性。

　　如果在軟件校驗時(shí)發(fā)現讀／寫(xiě)中的傳輸錯誤，則必須對DS2450芯片進(jìn)行初始化，并重新進(jìn)行讀／寫(xiě)操作。

　　2．3 DS2450的工作時(shí)序

　　DS2450的一線(xiàn)工作協(xié)議流程是：初始化→ROM功能命令→存儲器讀寫(xiě)／轉換控制功能命令→傳輸數據。其工作時(shí)序包括初始化時(shí)序、寫(xiě)時(shí)序和讀時(shí)序，圖2給出了普通工作模式下的工作時(shí)序。