一線(xiàn)式A/D轉換器DS2450的原理與應用

圖3DS2450與微處理器的典型連接圖

預置控制字可以對相應通道的轉換結果存儲器進(jìn)行預置。SET、CLR=00，不預置，保持上次轉換值；SET、CLR=01，轉換前預置為全0；SET、CLR=10，預置為全1；SET、CLR=11，無(wú)效組合。
4．2存儲器讀/寫(xiě)控制
讀存儲器命令用于讀取轉換結果、工作狀態(tài)、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，從總線(xiàn)上讀取一個(gè)字節的數據后，地址自動(dòng)加1，可緊接著(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，它由前面送出的命令字、地址、讀取的存儲器數據，根據表達式CRC16=X16＋X15＋X2＋1生成，對校驗碼生成和應用的詳細資料可參閱相關(guān)文獻。
寫(xiě)存儲器命令主要針對第1頁(yè)和第2頁(yè)的存儲器，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。
如果通過(guò)軟件校驗，發(fā)現了讀/寫(xiě)中的傳輸錯誤，則必須對芯片進(jìn)行初始化，并重新進(jìn)行讀寫(xiě)操作。
4．3DS2450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，在普通速度工作模式下，如圖2（a）（b）（c）所示。
初始化時(shí)序包括總線(xiàn)管理器（主機）發(fā)出的復位脈沖和DS2450反饋送出的存在脈沖兩部分，存在脈沖告訴主機DS2450在線(xiàn)且已準備好；讀/寫(xiě)時(shí)序規定了在DS2450的DATA端串行讀寫(xiě)數據位時(shí)的時(shí)序配合要求。
5DS2450與單片機的典型接口設計
圖3以MCS－51系列單片機為例，示出DS2450與微處理器的典型連接。其DATA端接AT89C51的P1.0，采用外接電源供電方式，其VCC端用5V電源供電。此例中僅對D通道進(jìn)行A/D轉換，AIN－D接模擬信號輸入；AIN－A，AIN－B外接上拉電阻器和電源，其輸出作為D通道的高、低限報警。
假設單片機系統所用的晶振頻率為12MHz，根據DS2450的初始化時(shí)序、寫(xiě)時(shí)序和讀時(shí)序，分別編寫(xiě)了3個(gè)子程序：INIT為初始化子程序，發(fā)送復位脈沖并接收存在脈沖；WRITE為寫(xiě)（命令或數據字節）子程序，READ為讀數據子程序。所有要讀寫(xiě)的命令或數據字節均放在A(yíng)寄存器中(限于篇幅，略去源程序，有興趣者可向作者索取)。
主機控制DS2450完成A/D轉換一般必須經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟：初始化使DS2450準備好、發(fā)ROM功能命令和相應的64位光刻ROM數據選中特定芯片、寫(xiě)入工作方式控制字和高/低限值、發(fā)轉換控制命令、讀取轉換值及狀態(tài)。
例如，將D通道設定為5.1V輸入范圍、轉換精度為12位、高報警門(mén)限為3.0V（96H）、低報警門(mén)限為2.0V（64H）、通道A和B作為報警輸出、轉換結果放在如下30H和31H的子程序CTLAD中。
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CTLAD:LCALLINIT；發(fā)復位脈沖并接收存在脈沖
MOVA,＃0CCH
LCALLWRITE；發(fā)“跳過(guò)ROM”命令
；設置4個(gè)通道工作方式控制字，寫(xiě)入存儲器地址從0008H開(kāi)始
FSKZ：MOVA,＃55H
LCALLWRITE；發(fā)“寫(xiě)存儲器”命令
MOVA,＃08H
LCALLWRITE；發(fā)低8位地址
MOVA,＃00H
LCALLWRITE；發(fā)高8位地址
MOVA,＃0C0H
；A通道漏極開(kāi)路數字輸出方式
LCALLWRITE；發(fā)A通道工作方式低字節
MOVA,＃00H
；與報警、輸入范圍等設置無(wú)關(guān)
LCALLWRITE；發(fā)A通道工作方式高字節
MOVA,＃0C0H
；B通道漏極開(kāi)路數字輸出方式
LCALLWRITE；發(fā)B通道工作方式低字節
MOVA,＃00H
；與報警、輸入范圍等設置無(wú)關(guān)
LCALLWRITE；發(fā)B通道工作方式高字節
MOVA,＃01H
；C通道不用，可隨意設置
LCALLWRITE；發(fā)C通道工作方式低字節
MOVA,＃00H
；C通道不用，可隨意設置
LCALLWRITE；發(fā)C通道工作方式高字節
MOVA,＃0CH
；D通道12位A/D轉換方式
LCALLWRITE；發(fā)D通道工作方式低字節
MOVA,＃0DH
；5.1V輸入范圍，允許高低限報警
LCALLWRITE；發(fā)D通道工作方式高字節
；設置D通道高/低限值報警值，寫(xiě)入存儲器地址從0016H開(kāi)始
BJSZ：LCALLINIT；發(fā)復位脈沖并接收存在脈沖
MOVA,＃0CCH
LCALLWRITE；發(fā)“跳過(guò)ROM”命令
MOVA,＃55H
LCALLWRITE；發(fā)“寫(xiě)存儲器”命令
MOVA,＃16H
LCALLWRITE；發(fā)低8位地址
MOVA,＃00H
LCALLWRITE；發(fā)高8位地址
MOVA,＃64H
；低門(mén)限報警值2.0V（64H）
LCALLWRITE；送D通道低門(mén)限存儲器
MOVA,＃96H
；高門(mén)限報警值3.0V（96H）
LCALLWRITE
；送轉換控制字，啟動(dòng)A/D轉換。
QDZH:LCALLINIT；發(fā)復位脈沖并接收存在脈沖
MOVA,＃0CCH
LCALLWRITE；發(fā)“跳過(guò)ROM”命令
MOVA,＃3CH
LCALLWRITE;發(fā)“轉換控制”命令字
MOVA,＃08H
　　;僅D通道參與轉換
LCALLWRITE；發(fā)通道選擇控制字
MOVA，＃40H
　　;D通道轉換前預置為全0
LCALLWRITE；發(fā)預置數據控制字
；讀取D通道轉換結果，放在31H、30H
RDDT：LCALLINTI；發(fā)復位脈沖并接收存在脈沖
MOVA，＃0CCH
LCALLWRITE;發(fā)“跳過(guò)ROM”命令
MOVA，＃0AAH
　　LCALLWRITE;發(fā)“讀存儲器”命令字
MOVA，＃06H
LCALLWRITE；發(fā)低8位地址
MOVA，＃00H
LCALLWRITE;發(fā)高8位地址
LCALLREAD
MOV30H，A
　??；低位轉換結果放在30H
　　LCALLREAD
MOV31H，A
　??；高位轉換結果放在31H
RET
……
如果一線(xiàn)上掛接多個(gè)DS2450和其他一線(xiàn)式接口芯片、采用寄生電源供電方式、工作在超速模式、通信中進(jìn)行校驗，則子程序CTLAD的編寫(xiě)就要復雜一些，限于篇幅，這一部分不再詳述，請參閱文獻[1][2]的相關(guān)內容。