基于单片机的实用多路A／D转换电路

基于单片机的实用多路A／D转换电路基于单片机的实用多路A／D转换电路基于单片机的实用多路A,D转换电路第14卷第2期 2000年3月常熟高专 JournalofChangshuCoHege Vo1.14No2 Mar.2O00 ? ]一基于单片机的实用多路A/D转换电路顾启民邹永林王国新谢利峰77z (常熟高等专科学校机电系常熟215500)Tk--jll /,i 摘要:介绍了一种基于单片机控制的实用多路A/D转换电路的特点及实现方法.从浸ll量精度乖 l蒯量速度=个方面进行了探讨.电路结构简单便于与微机接12....

基于单片机的实用多路A／D转换电路基于单片机的实用多路A,D转换电路第14卷第2期 2000年3月常熟高专 JournalofChangshuCoHege Vo1.14No2 Mar.2O00 ? ]一基于单片机的实用多路A/D转换电路顾启民邹永林王国新谢利峰77z (常熟高等专科学校机电系常熟215500)Tk--jll /,i 摘要:介绍了一种基于单片机控制的实用多路A/D转换电路的特点及实现方法.从浸ll量精度乖 l蒯量速度=个方面进行了探讨.电路结构简单便于与微机接12. 关键词:生垫;v/F转换器;!.兰堕鏖;型兰垒些^/D韶电路中图分类号:?l6文献标识码:Al电文章编号:1008—2794{2000)02—0078—03 幂模数转换电路(A/D)常被用于测控系统和自动化仪表中的现场数据采集.能实现模数转换的方式和手段有多种,且各具特点,但有时也难于满足实际的设计要求 ,主要反映在测量精度,测量速度,系统的隔离,扩展,接El及抗干扰等几个方面.目前市场上常见的模数转换器往往难于兼顾到上述几个方面,给具体的应用和设计带来困难.本文介绍一种实用的多路A/D转换电路,不但能同时兼顾到上述几方面的性能,且易于实现,应用灵活. 1电路的组成及特点该电路主要由8选一多路模拟开关4051,单片V/F转换电路AD650及单片机89C52组成,电路的组成图1电路的组成框框图如图1所示.由图可知,4051作为多路模拟量输入的选择开关,将各路被测模拟量轮流引入到AD650的薯品霁顾199启9虿年生.实验第2期顾启民等:基于单片机的实用多路A/D转换电路 Vin端,由89C52对其控制.AD650将输入的模拟电压Vin转换成按线性变化的频率Fn输出. 89C52中的Tn 设置成定时工作方式,T设置成计数方式,和共同作用,定时对Fow进行计数,实现A/D转换. 该电路具有如下特点: 1)在测量精度方面,AD650是一种易于实现双级性或单级性输入的V/F转换电路,它具有转换精度高, 线性度好及高可靠性的特点.适当调整图一电路中的定时电容Cos和输入阻尼电胆R可改变转换频率和测量范围图一所示电路输入电压为一5V,+5V之间,输出频率的变化范围为0,IOOKHz,线性度可达0 005%,AD650的最高工作频率可达到1MHz,能满足高精度的测量要求. 2)在测量速度方面,由于89C52最高可用12M的晶振,最高计数频率为晶振频率的1/24,即500KHz,月对占空比没有什么要求.如要进行12位精度转换所需时间为819ms,每秒最高约可进行120次左右A/D转换.转换速度与转换精度成反比 3)在接口和隔离方面,由图一可知,单片机对频率的测量仅与F0一线连接,另加4根多路开关的选通线与Pt口相连.故如要将控制系统测量电路进行隔离也相当方便,只需在图所示的虚线框处加上光隔离即可,从而提高系统工作的抗干扰能力. 由于上述电路特点,使该A/D转换电路的整体性能太大提高,且适用范围广,能满足大多数现场采集任务的要求. 2程序设计程序共有二部分组成,一是初始化程序,二是取数程序.由于初始化程序较简单,不作详细说明,以下主要介绍T0定时器初值的确定及取数程序. 1)现AD650满度输出为100KHz,A/D转换精度为12位设计,将89C52中的To设置成方式1作为定时器,Tl设置成方式1作为频率计数器,T1计数器计满12位所需时间t为OFFFH/100KHz:4096ms. 当89C52 采用12MHz的晶振工作时,其时钟周期T=l,Tl的定时初值应为65536—40960=24576=3000H,定时初值的计数公式为: . D=2"一T*t 2)取数程序:取数程序是在To中断服务程序中完成的,设的初值为30H,是16路采样数据存储单元的首地址,每个数据占二个存储单元,16个数据共占32存储个单元.R.是4051多路模拟开关的通道选通计数器,从00H,OFH共选通16个通道.中断服务程序(取数程序)清单及说明如下: 1TOP保护现场 CU CU CU M0V MOV M0V M0V INC MOV MOV INC INC ClNg EA TR1 TR0 TLO.#0oH TH0.#30H A,TL1 @RD.A R0 A.TH1 @R0.A R0 Rl R1,#10H,AD1 ;禁止CPU中断 ;关闭Tl计数 ;关闭1o定时 ;重装1o时间常数取低8位数据存^R0指定内存中存储单元指针加1 取高8位数据存人R0指定内存中存储单元指针加1 选通计数器加1 满16次R0,R1重装初值常熟高专2000芷 MOVR1,鼻00H MOVB0,鼻30H AD1:MOVA,R1 ANLP1.鼻0mH ORLA.P1 MOVP1.A SmTR0 S?B叨l SETBEA 恢复现场 R踟 3结语保持P1口高四位内容不变 P1口输出选通4051的信号启动定时启动Tl计数开放CPU中断中断返回本倒可选取不同定时时间的方法选取相应的模数转换精度.如l0,l4位A/D转换精度的定时时间分别为10.24me,20.48me,40.96me,163.84me,如要进一步提高转换速度,还可以通过减小定时电容cos值.当 c0s=100pF时,v/F转换电路的最高工作频率可达1MHz,但线性度稍有下降. 图中电路已在通信电源的测控系统中及橡胶试样分析仪中得到了应用,工作稳定可靠.故该电路在自动化控制领域中具有一定的推广应用价值. 参考文献 [1]李半.MCS一51系列单片机实用接口技术北京航天航空大学出版社,1993 AnActualMulti—channelA/DTranstercircuitBased onAsingle—chipMicrocomputer GuQim.mZouYonglinWangGuoxingXieIjfeIlg (Depa~mentofmechanicsandElectronics,ChangshuCollege,JiangsuC~mgshu215500) Abstract:Amulti—chanmelA/DTransfercircuitcontrolledbyasingle— chipmicroeomputeWasdeveloped.Andits chsractefisdcsandreacizingmethodwel'edasefibedinthispaper,also,itsmeasuringaeem'ac yandmeasuringracewere discusseditissimple,madeas),tobecometedwitham.crocomputer. Keywords:Single— chipMicrocomputer,V/FtIfKl~erunit,measudngaccuracy,measurMglace

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