航天发射技术串行模数转换器TLC0832在电力参数采集中的应用徐凯(中国西昌卫星发射中心技术部·西昌·615000)摘要介绍了串行模数转换器TLC0832的特点和工作原理，简要叙述了器件的工作时序，给出了芯片与AT89C52单片机的硬件接I：2电路和软件程序设计。关键词串行ADC，工作时序，单片机，接I：2。1概述在电力系统中，以单片机为核心的小型控制器主要任务之一就是采集现场的电压、电流等参数，将这些模拟量转换成数字量，经处理后输出相应的信号，通过驱动电路对接触器、可控硅进行控制。在这些过程控制中的电参量大多变化比较缓慢，对速度的要求不高。如果不采用中断控制方式，连中断申请都可以忽略。因此可采用传输速度稍慢的串行AD器件。TI~~32是美国德州仪器公司生产的逐次逼近型串行模数转换器，单端2／差动1通道输人，它与单片机通过三总线接口连接，占用较少的单片机接口线，在线路板中占用较小体积，适于电力系统中小型控制器的电力参量采集。2TLC0832芯片的介绍2．1芯片引脚分配和特点CSVcdVREF)引脚符号功能CLKCHOCS片选端，低电平有效CH0、CH1CH1D0模拟信号输入端GND电源地GNDDIDI多路器地址选择输入端DO模拟转换结果串行输出端叫(串行时钟输入端图1TIf_X)832引脚分配图Vet(VRⅡ)正电源端和基准电压输入端TLC0832引脚分配如图1，引脚功能如表1。该芯片的主要特性如下：(1)逐次逼近型，8位分辨率，基准电压为5V；收稿日期加吆一01—21第4期串行模数转墨丝垄皇叁墼墨叁主座旦塑(2)单5v供电，信号输入范围为0～5V；(3)输入和输出电平与ITIL和CMOS兼容；(4)在输入频率为250kHz时，转换时间为32t~s；(5)有两个可多路选择的模拟输入通道。2．2配置位说明删32使用取样一数据一比较器的结构，用逐次逼近流程转换差分模拟输入信号。要转换的输入电压连接到一个输入端，与地比较(单端输入)或与另一个输入比较(差分输入)。通过同单片机相联的串行数据链路传送控制命令，用软件进行通道选择和输入端配置，输入配置在多路器寻址时序中进行。它的配置位不仅决定选择哪个模拟输入通道，还决定了输入是单端输入还是差分输入。当是差分输入时，要分配输入通道的极性，两个输入通道的任一个通道都可作为正极或负极。它的配置位逻辑表见表2。表2TLC0832的配置位逻辑表注：表中，H、L分别表示高低电平，+表示输入通道端为正极性，一表示输入通道端为负极性。输入配置位时，高位在前，低位在后。2．3时序图分析]广DIDo765432l01234567O~sa)(LSB)0as6)图2TLC0832时序图图2为TLC0832的工作时序图。由时序图可看出，置片选cs为低电平时，选中该芯片，使所有逻辑电路使能。在CLK的上升跳变时，DI端的数据移入T[X7．~1832内部的多路地址移位寄存器。在第一个时钟期间，DI为高，表示起始位，紧接着输入两位配置位。当起始位和配置位均输入后，选通输入模拟通道，开始进行转换。转换开始后，先提供一个时钟，使选定的通道稳定。TLO3832接着输出转换的数据，数据输出时先高位后低位。输出完转换的数据后，又以最低位开始重新输出一遍数据。当片选cs变为高电平时，内部所有寄存器清零，航天发射技术2O03年输出变为高阻状态。若要再进行一次模数转换，片选cs需再次由高电平变为低电平，后面再输入起始位和配置位。3TLC0832在电力参数采集中的应用图3为在电压、电流参数采集中TLC0832与AT89C52的接口电路。可选P1．ODOAT89C52的4个I／O作为与TLC0832的接Pl2DICI10电流口，分别定义为DO、DI、CLK、CS，其中，DI、P3．4CLKCS、CLK为输出，DO为输入。电流信号送人P3．2C5l电压模拟通道CH0，电压信号送人模拟通道AT89C52TLCO832CH1。由表2可知，输入通道CH0的转换配置位为10B，输入通道CH1的转换配置位为图31fIJ()0832与AT89C52的接口电路11B下面是电流量采集的转换程序。在程序中用累加器A，带进位的右循环移位指令RRC和带进位的左循环移位指令RLC来模拟SPI移位寄存器的操作。具体方法是：先将起始位和配置位送入累加器A中，然后用RRC指令将累加器的最低位(LSB)移入进位C中，再将C中的数据经P1．2传输给TLC0832，从而完成送起始位和配置位。由P3．4位先低后高的翻转来提供第一个I／OCLOCK脉