DS2450轉換器的接口設計原理
2 轉換與讀/寫控制
2.1 轉換控制
DS2450的轉換控制首先通過其DATA端串行送出轉換命令字[3CH],然后送出通道選擇字和預置控制字,最后啟動A/D轉換器進行轉換。DS2450的通道選擇字和預置控制字的各位含義如表1所列。
在通道選擇字中,對應位為1表示該通道參與轉換。在同時選擇多個通道時,其轉換順序為A→B→C→D,未選中的通道將被跳過。其A/D轉換的時間可近似為:
轉換時間=通道數(shù)×轉換精度位數(shù)×80μs+160μs。
當所有通道轉換完畢后,系統(tǒng)將發(fā)出讀存儲器命令以獲得轉換結果和對應的狀態(tài)。
預置控制字可用于對相應通道的轉換結果存儲器進行預置。當SET、CLR=00時,為不預置,即保持上次轉換值;當SET、CLR=01時,轉換前預置為全0;當SET、CLR=10時,預置為全1;而SET、CLR=11為無效組合。
2.2 存儲器讀/寫控制
讀存儲器命令可用于讀取轉換結果、工作狀態(tài)和門限設定值等。總線管理器首先送出讀存儲器命令字[AAH],然后送出兩字節(jié)的16位“起始數(shù)據(jù)”存儲器地址,并在總線上讀取一個字節(jié)的數(shù)據(jù)后,地址自動加1,緊接著讀取下一個數(shù)據(jù);當一頁讀完后,隨后讀取的兩個字節(jié)為內部自動產(chǎn)生的16位循環(huán)冗余校驗碼,它是由前面送出的命令字、地址和讀取的存儲器數(shù)據(jù)并根據(jù)下列表達式生成的:
CRC16=X16+X15+X2+1
寫存儲器命令主要針對第1頁和第2頁存儲器,其目的是寫入各通道的工作方式控制字和對應通道的高、低門限設定值??偩€管理器首先送出寫存儲器命令字[55H],然后送出兩字節(jié)的16位存儲器起始地址,接著逐個送出要寫入的數(shù)據(jù),其地址也是自動加1。若在剛寫完一個數(shù)據(jù)后執(zhí)行讀操作,讀出的數(shù)據(jù)應剛好為前一次寫入的數(shù)據(jù),可利用這一特點對寫入和讀出的數(shù)據(jù)進行比較,以判斷傳輸?shù)恼_性。
如果在軟件校驗時發(fā)現(xiàn)讀/寫中的傳輸錯誤,則必須對DS2450芯片進行初始化,并重新進行讀/寫操作。
2.3 DS2450的工作時序
DS2450的一線工作協(xié)議流程是:初始化→ROM功能命令→存儲器讀寫/轉換控制功能命令→傳輸數(shù)據(jù)。其工作時序包括初始化時序、寫時序和讀時序,圖2給出了普通工作模式下的工作時序。
圖3是MCS-51系列單片機與DS2450的典型連接電路。其中DS2450的DATA端接AT89C51的P1.0,該電路采用外接電源供電方式,其DS2450的VCC端用 5V電源供電。此例僅對D通道進行A/D轉換,AIN-D接模擬信號輸入;AIN-A和AIN-B外接上拉電阻到電源,其輸出可作為D通道的高、低限報警信號。
如果單片機系統(tǒng)所用的晶振頻率為12MHz,那么可根據(jù)DS2450的初始化時序、寫時序和讀時序來分別編寫三個子程序:其中INIT為初始化子程序,可用于發(fā)送復位脈沖并接收存在脈沖;WRITE為寫(命令或數(shù)據(jù)字節(jié))子程序;READ為讀數(shù)據(jù)子程序。所有要讀寫的命令或數(shù)據(jù)字節(jié)均被放在A寄存器中。
通過主機控制DS2450來完成A/D轉換一般要經(jīng)過以下幾個步驟:初始化、發(fā)ROM功能命令和相應的64位光刻ROM數(shù)據(jù)、選中特定芯片、寫入工作方式控制字和高/低限門限值、發(fā)轉換控制命令、讀取轉換值及狀態(tài)等。
如果將D通道設定為5.1V輸入范圍,轉換精度為12位,高報警門限為3.0V(96H),低報警門限為2.0V(64H),并將通道A和通過B作為報警輸出,最后將轉換結果放在30H和31H處,那么其子程序CTLAD的具體程序清單如下:
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