TLC2543引腳、功能及時序中文資料

1、TLC2543引腳、功能及時序中文資料模塊采用TI公司的TLC2543 12位串行A/D轉(zhuǎn)換器，使用開關電容逐次逼近技術完成A/D轉(zhuǎn)換過程。由于是串行輸入結(jié)構，能夠節(jié)省51系列單片機I/O資源，且價格適中。其特點有：（1）12位分辨率A/D轉(zhuǎn)換器；（2）在工作溫度范圍內(nèi)10s轉(zhuǎn)換時間（3）11個模擬輸入通道；（4）3路內(nèi)置自測試方式；（5）采樣率為66kbps；（6）線性誤差+1LSB（max）（7）有轉(zhuǎn)換結(jié)束（EOC）輸出；（8）具有單、雙極性輸出；（9）可編程的MSB或LSB前導；（10）可編程的輸出數(shù)據(jù)長度。 TLC2543的引腳排列如圖1所示。圖1中AIN0AIN10為模擬輸入端； 為

2、片選端；DIN 為串行數(shù)據(jù)輸入端；DOUT為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的三態(tài)串行輸出端；EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束端；CLK為I/O時鐘；REF+為正基準電壓端；REF-為負基準電壓端；VCC為電源；GND為地。I/OCLOCK：控制輸入輸出的時鐘，由外部輸入。DATAINPUT：控制字輸入端，用于選擇轉(zhuǎn)換及輸出數(shù)據(jù)格式。DATAOUT：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的輸出端。TLC2543的使用方法控制字為從DATAINPUT端串行輸入的8位數(shù)據(jù)，它規(guī)定了TLC2543要轉(zhuǎn)換的模擬量通道、轉(zhuǎn)換后的輸出數(shù)據(jù)長度、輸出數(shù)據(jù)的格式。其中高4位(D7D4)決定通道號，對于0通道至10通道，該4位分別為00001010H，當為101111

3、01時，用于對TLC2543的自檢，分別測試(VREFVREF)/2、VREF、VREF的值，當為1110時，TLC2543進入休眠狀態(tài)。低4位決定輸出數(shù)據(jù)長度及格式，其中D3、D2決定輸出數(shù)據(jù)長度，01表示輸出數(shù)據(jù)長度為8位，11表示輸出數(shù)據(jù)長度為16位，其他為12位。D1決定輸出數(shù)據(jù)是高位先送出，還是低位先送出，為0表示高位先送出。D0決定輸出數(shù)據(jù)是單極性(二進制)還是雙極性(2的補碼)，若為單極性，該位為0，反之為1。轉(zhuǎn)換過程上電后，片選CS必須從高到低，才能開始一次工作周期，此時EOC為高，輸入數(shù)據(jù)寄存器被置為0，輸出數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容是隨機的。開始時，CS片選為高，I/O CLOCK、

4、DATA INPUT被禁止，DATA OUT 呈高阻狀，EOC為高。使CS變低，I/OCLOCK、DATAINPUT使能，DATAOUT脫離高阻狀態(tài)。12個時鐘信號從I/OCLOCK端依次加入，隨著時鐘信號的加入，控制字從DATAINPUT一位一位地在時鐘信號的上升沿時被送入TLC2543(高位先送入)，同時上一周期轉(zhuǎn)換的A/D數(shù)據(jù)，即輸出數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)從DATAOUT一位一位地移出。TLC2543收到第4個時鐘信號后，通道號也已收到，此時TLC2543開始對選定通道的模擬量進行采樣，并保持到第12個時鐘的下降沿。在第12個時鐘下降沿，EOC變低，開始對本次采樣的模擬量進行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換

5、時間約需10s，轉(zhuǎn)換完成后EOC變高，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)在輸出數(shù)據(jù)寄存器中，待下一個工作周期輸出。此后，可以進行新的工作周期。TLC2543與單片機的接口和采集程序目前使用的51系列單片機沒有SPI接口，為了與TLC2543接口，可以用軟件功能來實現(xiàn)SPI的功能，其硬件接口如圖2所示。本示例采用延時進行采集，故省去了EOC引腳的接口。TLC2543具有4線制串行接口，分別為片選端(CS)，串行時鐘輸入端(I/O CLOCK)，串行數(shù)據(jù)輸入端(DATA IN)和串行數(shù)據(jù)輸出端(DATA OUT)。它可以直接與SPI器件進行連接，不需要其他外部邏輯。同時，它還在高達4MHz的串行速率下與主機進行通信。TL

6、C2543除了具有高速的轉(zhuǎn)換速度外，片內(nèi)還集成了,15路多路開關，其中12路為外部模擬量輸入，3路為片內(nèi)自測電壓輸入。在轉(zhuǎn)換結(jié)束后，EOC引腳變?yōu)楦唠娖剑D(zhuǎn)換過程中由片內(nèi)時鐘系統(tǒng)提供時鐘，無需外部時鐘。在AD轉(zhuǎn)換器空閑期間，可以通過編程方式進入斷電模式，此時器件耗電只有25pA。TLC2543的工作過程如下：首先在8、12或16時鐘周期里向片內(nèi)控制寄存器寫入8位的控制字，控制字中的2位決定時鐘長度，在最后一個時鐘周期的下降沿啟動AD轉(zhuǎn)換過程，經(jīng)過一段轉(zhuǎn)換時間，在隨后的8、12或16個時鐘周期里，從DATA OUT腳讀出數(shù)據(jù)?？刂谱值那八奈?D7-D4)代表11個模擬通道的地址；當其為1100-

7、1110時，選擇片內(nèi)檢測電壓；當其為1111時，為軟件選擇的斷電模式，此時，AD轉(zhuǎn)換器的工作電流只有25uA.控制字的第3位和第4位(D3一D2)決定輸出數(shù)據(jù)的長度，01表示輸出數(shù)據(jù)長度為8位；11表示輸出數(shù)據(jù)長度為16位；X1表示輸出數(shù)據(jù)長度為12位，X可以為1或0。控制字的第2位(D1)決定輸出數(shù)據(jù)的格式，0表示高位在前，1表示低位在前。控制字的第1位(D0)決定轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出的格式。當其為0時，為無極性輸出(無符號二進制數(shù))，即模擬電壓為Vnef+，時，轉(zhuǎn)換的結(jié)果為FFFFH；模擬電壓為Vnef-時，轉(zhuǎn)換的結(jié)果為0000H;模擬電壓等于(Vnef+-Vnef-)/2時轉(zhuǎn)換的結(jié)果為8000H

8、。當其為1時，為有極性輸出(有符號二進制數(shù))，即模擬電壓高于(Vnef+-Vnef-)/2時符號位為0；模擬電壓低于(Vnef+-Vnef-)/2時符號位為1；模擬電壓為Vnef+時，轉(zhuǎn)換的結(jié)果為7FFH；模擬電壓為Vnef-時，轉(zhuǎn)換的結(jié)果為800H。模擬電壓為(Vnef+-Vnef-)/2時，轉(zhuǎn)換的結(jié)果為000H。三、工作時序 ：以MSB為前導， 用CS進行12個時鐘傳送的工作時序如下圖所示。1.上電時，EOC=“1”，CS=“1”2.使CS下降，前次轉(zhuǎn)換結(jié)果的MSB即A11位數(shù)據(jù)輸出到Dout供讀數(shù)。3.將輸入控制字的MSB位即C7送到Din，在CS之后tsu=1.425us后，使CLK上

9、升，將Din上的數(shù)據(jù)移入輸入寄存器。4.CLK下降，轉(zhuǎn)換結(jié)果的A10位輸出到Dout供讀數(shù)。5.在第4個CLK下降時，由前4個CLK上升沿移入寄存器的四位通道地址被譯碼，相應模入通道接通，其模入電壓開始時對內(nèi)部開關電容充電。6.第8個CLK上升時，將Din腳的輸入控制字C0位移入輸入寄存器后，Din腳即無效。7.第11個CLK下降，上次AD結(jié)果的最低位A0輸出到Dout供讀數(shù)。至此，I/O數(shù)據(jù)已全部完成，但為實現(xiàn)12位同步，仍用第12個CLK脈沖，且在其第12個CLK下降時，模入通道斷開，EOC下降，本周期設置的AD轉(zhuǎn)換開始，此時使CS上升。8.經(jīng)過時間tconv=10us,轉(zhuǎn)換完畢，EOC上升。