基于单片机的模数转换接口设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com第3期(总第172期)机械工程与自动化No．32012年6月MECHANICALENGINEERING&AUT0MAT10NJUD-．文章编号：1672—6413(2012)03—0154—03基于单片机的模数转换接口设计方炜(中北大学信息与通信工程学院，山西太原030051)摘要：随着数字处理技术的发展，模拟／数字转换(A／D转换器)在数据采集系统中的应用越来越广泛。通过对A／D转换原理的介绍，给出了以AT89C51单片机为核心控制芯片，通过对MAX197模数转换芯片的控制进行数据采集的接

2、口电路和程序流程，为设计数据采集系统提供了一种方案。关键词：模数转换器；单片机；接口中图分类号：TP335．1：TP368．2文献标识码：B0引言对应的二进制码的编码器。单片机已经广泛应用于智能仪表和测控领域中，1．2MAX197的性能特点它常被用于实时控制和数据处理。单片机作为数据采目前，对于像温度、速度等这样的模拟量的数据采集系统的控制核心，所加工和处理的信息都是数字量，集绝大多数都是通过模数转换器来完成的。A／D转而在实际的测控领域，被测的参量经常是如温度、速换器的种类很多，在选择A／D转换器时，主要是从度、流量等的模拟

3、量。所以，采集这些模拟量就必须通A／D转换器的转换精度、转换速率、转换器量程、偏置过A／D转换器，即将模拟量转化为数字量，这样，单片极性、满刻度误差及线性度等性能指标来考虑，除此之机才能对这些物理量进行处理，而这一转换过程的关外，还要综合考虑整个数据采集系统的技术指标、成本键就是A／D转换器件。本文给出了一种以AT89C51和功耗等因素。本设计采用的是Maxim公司生产的单片机为核心控制芯片，通过对MAX197模数转换芯一款A／D转换器——MAX197。片的控制进行数据采集的接口设计。MAX197采用并行总线方式，其并行输出口

4、采用1A／D转换原理及A／D转换器简介[13三态数据I／O作数据线，数据总线的时序与众多通用1．1A／D转换原理单片机相兼容，逻辑输入／输出与TTL／CMOS电平兼A／D转换是一种用来将连续的模拟信号转换成容，可有效地提高数据的通信速率，以满足系统在实时适合于数字处理的二进制数的操作，A／D转换器的工性和同步性方面的要求。它采用单一电源供电，具有作原理框图如图l所示。±1OV、±5V、0V～10V、0V～5V多个量程，不电源同的量程只需通过软件参数设置即可，适用范围广泛，操作简单方便。A／D转换器采用逐次逼近的工作方模拟输入(

5、)式，内部有输人跟踪／保持电路，可将模拟量转换为l2数字输出基准电压+位的数字量，再通过并行总线输出。其转换时间为6(ef)一ys，100ks／s的采样速率，可同时采集8路模拟量，拥图1A／D转换器原理框图有多路输入错误保护，过压容限可达±16．5V；可通由图1可以看出，A／D转换器的输入有两种：模过软件设置选择内部时钟或外部时钟，具有两种电压拟输入信号i和基准电压，其输出是一组二进制基准模式，芯片内部可提供4．096V的电压基准，也可数。可以认为，A／D转换器是一个将模拟信号编制成采用外部电压基准。收稿日期；2o12-Ol一

6、16；修回El期：2o12—02—06作者简介：方炜(198o一)，男，河北张家口人，讲师，工学硕士，主要研究方向：自动控制。学兔兔www.xuetutu.com2012年第3期方炜：基于单片机的模数转换接口设计·l55·2AT89C51单片机与MAX197硬件接口电路口]且使用的是内部基准电压，不再需要外部提供基准电本设计采用Atmel公司生产的单片机AT89C51压，这为设计电源模块带来了很大的方便。其CLK引作为核心控制器件，该单片机价格便宜，易于购买，而脚通过一个100pF的电容接地；其CS引脚与单片机K．腿胁∞wj层

7、i∞眩叭∞一一且极为常用。它通过I／O口与MAX197的控制引脚AT89C51的P1．3相连，为片选信号，一般情况下都被和并行总线相连接，从而控制MAX197的工作方式和置低，也可以将CS引脚直接接地。MAX197的读、写肫．一模拟量转为数字量的转换过程，最后读取数据，完成数引脚RD、WR与单片机AT89C51的P1．1和P1．2分据传输。其硬件连接图如图2所示。别相连，只要单片机的I／0口P1．1和P1．2严格按照MAX197所要求的时序逻辑动作，就可以实现对此lIIIc手A／D转换器的读、写功能；HBEN引脚与单片机的．．

8、．．．．．．一Il出+5VP1．0相连，这是一个决定总线复用方式的引脚，因为MAX197只提供了8位并行总线接口，而它是一个12互兰，位的A／D转换器，其中数据DO～D3与D8～D11分茁别共用同一个引脚输出，为了区别数据是低位还是高片机位，通过HBEN引脚的高低电平来决定总