80C32E单片机与TLV2548串行A／D的接口设计

O 引言
    TLV2548是TI公司生产的12位、多通道、小尺寸、低功耗、高速串行A／D转换芯片，它有一个专与DSP连接的帧同步(FS)信号，故可广泛用于DSP高速数据采集系统中。
    MCS-51系列单片机历经了多年的发展，其应用技术已十分稳定可靠。TLV2548尺寸小、接口简单。且这两种芯片都有过上天飞行的经历，因此，可以适用低成本、控制简单、数据处理量不大、可靠性要求较高的航天产品中。
    为此，本文将介绍80C32E单片机与TLV2548的接口电路及其控制程序的设计方法。

1 接口电路设计
    80C32E与TLV2548的接口电路如图1所示。
    TLV2548提供了一个SPI串口。80C32E则采用通用I／O口(P1)，并通过软件编程产生SPI串行接口信号，从而实现对TLV2548的控制与数据的读写。
    TLV2548有5个控制引脚、FS、SCLK、和。其中FS为DSP专用帧同步信号，在微控制器控制方式时，可将其接高电平；为低电平时，片内的模拟电路与参考电路进入节电状态。由于本文不使用节电方式，因此将其接高电平。另外，引脚为转换结束及向处理器请求中断信号，的下降沿表示转换后的数据可以输出，本电路中，此信号没有连接，因为TLV2548的转换速度很快(3．6μs)，而单片机中断与查寻方式不能提高时间效率，故采用软件延时等待转换结束，这样编程比较简单，同时也可节省80C32E的硬件资源。数据线SDI与SDO为80C32E与TLV2548之间的数据传输线。
    TLV2548有单次(00)、重复(01)、扫描(10)及重复扫描(11)模式四种转换模式，各模式的用法略有区别；有普通与扩展两种采样方式。扩展采样方式的优点在于A／D的采样与转换时间不受时钟信号SCLK的限制，其采样、转换由电平控制。时间短、速度快。本文选用11重复扫描模式与扩展采样方式，来对TLV2548中的6个通道(A0～A5)进行转换。
    图l中的MAX706为看门狗复位电路，OSCIC为16 MHz晶振。

2 控制程序设计
    80C32E与TLV2548之间的数据与命令是以16位二进制形式传输的。其命令格式为：高4位命令+低12配置字。配置寄存器(CFR)读出格式为：高4位忽略+低12位寄存器内容。A／D转换值(FIFO)读出格式为：高12位转换值+低4位忽略。
    80C32E接口控制程序的任务是产生A／D采样和转换信号，以及SPI串口时序，同时完成TLV2548的转换启动、转换方式的设定及转换结果值的读取。其程序流程如图2所示。

    下面结合图1和图2对TLV2548的接口控制程序进行介绍。
    首先是初始化，即上电后由80C32E对TLV2548进行配置。配置时，首先置SCLK(P1．3)为低电平。其次，置低(P1．6)，使信号产生一个下降沿。此时由于FS为高电平。这样，当的下降沿来临时，TLV2548默认为微控制器(μP)系统，它将复位内部计数器并使能SDI与SD-O。最后，80C32E向TLV2548(CFR)写入命令字A000H，从而完成对TLV2548的初始化，其程序代码为：

    配置时。可选用TLV2548外部参考电压和内部振荡器，并选mode 11重复扫描模式，扫描序列为0一l一2—3—4—5，扫描序列长度3／4。其具体代码为：


3 实验结果
    当80C32成功执行初始化配置后，通过清、置可向TLV2548发送6个脉冲，以启动A／D采样和转换。A／D输出下降沿表示转换完成，其结果数据可以输出。随后的下降沿将使信号变为高电平，同时选中TLV2548并使SDI与SDO有效。最后，由80C32发出串行时钟信号SCLK(P1．3)并通过SDI、SDO移出命令和读入数据。图3所示为运行上述程序后的TLV2548控制时序图。

4 结束语
    目前，该方案已应用于某航天任务中，实践证明，本系统性能良好，并已通过电性、鉴定、正样等产品验收。鉴于单片机的兼容性，本文所介绍的接口电路与程序也可应用于其它型号的MCS-51系列单片机中。