DS80C320在高速數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯DS80C320在高速數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用-基礎(chǔ)電子普通的51單片機工作在12MHz時，指令周期為1μs，而訪問外部空間需要2μs，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集時速度不會達到500ksps。DALLAS的DS80C320與80C32兼容，但速度更快，工作在12MHz時指令周期為1/3μs，而且它的工作頻率可達到33MHz，可用于高速數(shù)據(jù)采集。

1DS80C320的相關(guān)寄存器

DS80C320內(nèi)部增加了一些特殊功能寄存器，其中有一個影響著外部數(shù)據(jù)訪問速度：CKCON（8EH）。它的低三位（MD2、MD1、MD0）決定著訪問外部數(shù)據(jù)消耗的時鐘數(shù)及選通信號的寬度，它們的關(guān)系如表1所列。

CKCON（8EH）bit7bit6bit5bit4bit3bit2bit1bit0WD1WD0T2MT1MT0MMD2MD1MD0

表1

MD2MD1MD0指令周期/個選通信號時鐘數(shù)/個選通信號脈寬/ns000228000134160010483200115124801006166401017208001108249601119281120

DS80C320外部數(shù)據(jù)訪問（MO）指令默認為3個指令周期，即上電復(fù)位時MD0為1，改變MD2-0的值可以改變訪問速度，MD2-0不是直接尋址位，需要對字節(jié)（CKCON）進行操作。另外，DS80C320有兩個數(shù)據(jù)指針，通過DPS寄存器的位來選擇，進行數(shù)據(jù)埠移動時很方便。默認的數(shù)據(jù)批獎勤罰懶為DPTR（82H，83H）。200)this.width=200"vspace=10border=0>2高速采集應(yīng)用實例

圖1所示電路采樣速度可達到1Msps，可以以速度連續(xù)采集256個數(shù)據(jù)。采集的數(shù)據(jù)放入雙口RAM，低速總線可以從雙口RAM另一端讀出數(shù)據(jù)，因為雙口RAM的兩個端口可獨立操作，故高、低速總線互不影響（這里只談高速總線的工作情況，故圖中沒有畫出低速部分的電路）。在高速應(yīng)用時，器件的選擇很重要。單片機為DS80C320，工作溫度范圍為-40～85℃；時鐘選用24MHz晶振；A/D器件采用AD7822，精度為8位，轉(zhuǎn)換時間為420ns；地址鎖存為74F373，D到Q端延時為8ns（74HCT373為44ns）；程序存儲器為W29C020-90，取數(shù)時間為90ns；數(shù)據(jù)存儲器為256字節(jié)的雙端口RAMDS1609（35ns）。此電路的連線也有些特別；ADC的啟動信號與單片機的寫信號相連，即單機同執(zhí)行寫操作就開始A/D轉(zhuǎn)換，同時把上次轉(zhuǎn)換的結(jié)果寫入雙口RAM；AD7822的CS端直接接地，免去選通信號（這種用法在AD7822數(shù)據(jù)手冊里有介紹）；AD7822的Vmid連接到Vref(2.5V)上，此時輸入電壓范圍為1.25～3.75V，改變它們的連法可以改變輸入電壓范圍；AD7822的EOC懸空，即不檢查忙標志，嚴格控制時序即可。從時序上可以看到：從啟動信號（WR）到讀數(shù)據(jù)（RD）要至少13個振蕩周期，對24MHz來說就是520ns，這比AD7822的轉(zhuǎn)換時間要長，因此可以得到有效的數(shù)據(jù)。

A/D轉(zhuǎn)換過程是一個循環(huán)過程。首先，執(zhí)行一條寫指令，WR信號觸發(fā)了A/D轉(zhuǎn)換的開始。然后，用兩條NOP指令進行延時，進入循環(huán)體后，先讀取上次轉(zhuǎn)換的結(jié)果，接著保存數(shù)據(jù)；同時，也啟動下轉(zhuǎn)換。接下來的循環(huán)控制指令，用來計數(shù)，同時改變目的地址，使采集要到的數(shù)據(jù)從高到低依次放大RAM的256個單元里。采集過程的子程序如下：ADC：MOVDPTR，#0100H

MO@DPTR，A；開始轉(zhuǎn)換

NOP

NOP

LOOP：MOA，@DPTR；讀數(shù)據(jù)

MO@DPTR，A；保存數(shù)據(jù)，開始下轉(zhuǎn)換

DJNZDPL，LOOP；數(shù)據(jù)指針遞減、循環(huán)

RET200)this.width=200"border=0>

若MO指令時間為2個周期，則以上循環(huán)周期剛好6個指令周期（24個振蕩周期），為1μs，即可達到1Msps的采集速度。DS80C320的MO指令時間默認值為3個周期，要改變MD