基于单片机的串行a／d实现

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1、第36卷第2期信息化研究V01．36No．22010年2月InformatizationResearchFeb．2010基于单片机的串行A／D实现于进杰，冯根生，肖献保，黄志瑛(解放军蚌埠坦克学院电子室，安徽省蚌埠市233013)摘要：前向通道是单片机应用系统与采集对象相连接的部分，为了减少传输导线，防止干扰，选用12位串行输出8通道A／D转换器MAX186进行数据采集和光电耦合隔离器MOC3009进行隔离传输，与89C51单片机的接口只用四根线，因此，硬件电路的设计大为简化。关键词：单片机；数据采样；A／D转换；串行中图

2、分类号：TP368．1器在量化值上与一个理想A／D转换器的差值，可表示0引言成绝对误差或相对误差，与一般测试仪表的定义相似。在工业控制领域，单片机应用系统基本上都是一3)转换时间与转换速率个工业测控系统。当单片机用作测控系统时，系统总A／D转换器完成一次转换所需要的时间为A／D要有被测信号输入通道，由计算机拾取必要的输人信转换时问。通常，转换速率是转换时间的倒数。息。作为测试系统，对被测对象拾取必要的原始信号4)失调(零点)温度系数和增益温度系数是系统的核心任务，对控制系统来说，对被控对象的测这两项指标都是表示A／D转换器

3、受环境温度影0l试以及对控制条件的检测也是不可缺少的环节⋯。响的程度。一般用每摄氏度温度变化所产生的相对误差作为指标，以ppm／~C为单位表示。1前向通道中的A／D转换接口设计5)对电源电压变化的抑制比1．1信号拾取方式A／D转换器对电源电压变化的抑制比(PSRR)用前向通道是单片机应用系统的信号采集通道，在改变电源电压使数据发生±1LSB变化时所对应的电前向通道设计中必须考虑信号拾取、信号调节、A／D源电压变化范围来表示J。转换以及电源配置与干扰防治等很多问题J。2MAX186的性能特点信号拾取方式有：(1)通过敏感元件

4、拾取被测信号；2．1MAX186的内部结构和引脚说明(2)通过传感器件拾取被测信号；MAX186有20个引脚及DIP、SO、SSOP3种封装(3)通过测量仪表器件拾取被测信号。形式。引脚图如图1所示。1．2信号的调节前向通道中，信号调节的任务是将传感器或敏感元件或测量仪器输出的初次信号转换成能满足单片机或A／D转换输入要求的标准电平信号。1．3串行A／D芯片的技术指标I)量化误差与分辨率A／D转换器的分辨率习惯上以输出二进制位数图1MAX186的引脚排列或者BCD码位数表示。与一般测量仪器的分辨率表引脚功能如下：达方式不同

5、，不采用可分辨的输入模拟电压相对值表(1)引脚1～8(CH0～CH7)：为模拟信号输入端。示。BCD码输出的A／D转换器一般用位数表示分辨(2)引脚9(VSS)：为负电源端，接一5V或率。AGND。2)转换精度(3)引脚10(SHDN)：为关断输入信号端。SHDNA／D转换器转换精度反映了一个实际A／D转换为“0”时为全关断方式。它的另一个用途是设定参收稿日期：2009—10-19；修回日期：2009—12-20。考／缓冲放大器的校正模式。SHDN为“1”时使参考／·5O·第36卷第2期于进杰，等：基于单片机的串行A／D实

6、现·技术应用·缓冲放大器处于内部校正模式；SHDN浮置时，使参2．2MAX186的转换时序考／缓冲放大器处于外部校正模式。MAX186每次转换前需写入一个控制字。当片选(4)引脚11(VREF)：为模／数转换的基准电压输信号CS为低时，在SCLK同步脉冲上升沿，通过DIN人端，也是参考／缓冲放大器的输出端。当采用外部基端逐位移人MAX186内部寄存器，片选信号CS变低准电压源工作时，外部电压由此输入；当采用外部校正后的第一个逻辑“l”定义为控制字的起始位。图2为模式时，VREF和地之间外接一个4．7的电容。控制字的格式。(

7、5)引脚12(REFADJ)：为参考／缓冲放大器的输入端。不用时将REFADJ接到VDD。(6)引脚13(AGND)：为模拟地，在单端输入模式时做IN输入端。图2控制字格式(7)引脚14(DGND)：为数字地。(8)引脚15(DOUT)：为串行数据输出。在SCLKSTART为控制字的起始位，始终为“1”。SEL2、的下降沿，数据输出。片选信号CS为高电平时，SELl、SEL0为3位选择转换通道。UNI／BIP选择单极DOUT为高阻态。性或双极性。UNI／BIP=1为单极性(模拟信号范围为(9)引脚16(SSTRB)：为串行

8、选通输出。内部时0一VREF)，输出为直接二进制码；UNI／BIP：0为双极钟模式下，MAX186开始A／D转换时，SSTRB变为低性(模拟信号范围为一VREF／2一+VREF／2)，输出为电平；当转换完成时，SSTRB变为高电平。外部时钟2的补码。SGL／DIF选择单端输入或差分输入。SGL／模式下，