单片机设计作品（单片机设计作品含AD转换器）



介绍了16位

7654的主要特点、工作原理和工作时序，设计了AD7654与单片机的接口电路，井结合实际给出软件流程和相应的汇编源程序。

3 AD7654与单片机的接口电路设计
   

在本系统中，单片机选用ADI的ADuC848，具体的接口电路如图2所示。笔者设计AD7654工作在串行从模式下，因此其数据的转换和读取都需要微处理器ADuC848的控制，所需的高精度2.5 V基准电压由AD780提供，AD7654上所有的电源和地之间都需连接去耦电容器。因为ADuC848的P1口只能作为输入口，而P0口被USB接口器件占用，所以AD7654的控制引脚只能连接到单片机P2和P3口上的部分端口。在实验电路中，AD7654的SER/PAR和EXT/INT引脚直接由硬件置高电平，INVS-CLK由硬件置低电平，使ADC以串口方式工作，同时使数据输出由外部时钟控制。由于AD7654是两个通道同时采样，所以需要给A/B置位以控制数据的输出顺序。ADuC848的P2.5引脚接至AD7654的CNVST，这样只需要通过单片机ADuC848控制使P2.5产生一个宽度大于5 ns的负脉冲，该负脉冲的下降沿就可以启动ADC开始转换，转换的时间约为2μs。当转换结束时，BUSY引脚上的信号就会变成低电平，从而通知单片机可以开始读取转换的数据，由于实际AD7654转换速度很快，因此BUSY线可以不用，启动转换后可以直接读取数据。在单片机读取数据前，需要通过P2.6和P3.4口给读选通RD和片选CS置零，以使SDOUT上的数据有效，然后单片机通过P2.0(SCLK)引脚向AD7654发送8个时钟脉冲，与此同时单片机就可以通过P2.2口从SDOUT上读取8位转换的数据。串行从模式下读数据时序图如图3所示。

    该系统中微处理器ADuC848与A/D转换器AD7654之间的数据传送采用SPI(串行外设接口)方式。SCLOCK是主机的时钟线，为MISO数据的发送和接收提供同步时钟信号。每一位数据的传输都需要1次时钟作用，因而发送或接收1个字节的数据需要8个时钟的作用。SPI有2个相关的寄存器：即SPICON和SPIDAT，其中SPICON包含各种标志位、使能位、方式位及时钟位；另一个SPI寄存器是SPIDAT，对这一寄存器的写操作会使SCLOCK产生8个时钟脉冲，从高位开始一位一位地发送数据。如果写操作发生在其他数据正在传输的过程中，那么WCOL将置位。如果写操作进行时没有其他数据在传输，输入字节保留在移位寄存器中，此时ISPI自动置位(如果有中断设置，则产生中断)，移位寄存器的数据将被锁存到SPIDKT中，此后对SPIDAT的读操作将把数据读出。SPI时序图如图4所示。

4 应用软件设计
   

下面给出数据采集实验中，AD7654工作在串行从模式下的软件流程(如图5所示)和核心汇编源程序(转换结果存在30H中)。

    汇编源程序：

5 结束语
   

采用AD7654串行模式进行A/D转换具有速度快、精度高、功耗低、占用口线少的优点，非常适用于AC伺服电动机控制、频率转换、三相功率监视、不间断电源、四通道数据取样和汽车电子等方面。该系统电路已在实验中调试通过，实际应用中应考虑灵活性，所有控制线均由软件控制实现。

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