串行12位ADC與計算機之間的接口電路設(shè)計

近幾年來，IC制造商設(shè)計了實現(xiàn)接口的各種方法，并且特別重視減少IC接口I/O引腳的數(shù)量。MAX187就是這樣一個器件，它是一個12位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。你可以利用串行數(shù)據(jù)通信技術(shù)產(chǎn)生與該ADC的一個接口。MAX187的模/數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳輸僅需三條數(shù)字I/O線。你可以利用PC的Centronics打印機端口在MAX187和PC之間產(chǎn)生一個簡易接口(圖1)。只要將引腳分別設(shè)置為高電平或低電平，你就能啟用或禁用MAX187（引腳 3）。如果使該引腳開路，則內(nèi)部參考電壓(4.096V) 就被禁用，你必須將一個外部參考電壓加到引腳REF（引腳4）上。在其他情況下，該引腳 與4.7μF旁路電容C1連接。通過使用SCLK引腳（引腳8）上的外部時鐘脈沖，來自 MAX187的數(shù)字數(shù)據(jù)就以每次1位的速度傳輸給處理單元。
　　一次完整的數(shù)據(jù)傳輸需要13個外部時鐘脈沖。第一個時鐘脈沖的下降沿鎖存DOUT引腳（引腳6）的第一個數(shù)據(jù)位(MSB)。輸出數(shù)據(jù)位在下一個外部時鐘脈沖的下降沿就改變，可以讀取串行數(shù)據(jù)位，直到下一個時鐘周期的下降沿出現(xiàn)為止。模/數(shù)轉(zhuǎn)換在ADC的引腳（引腳7）變成低電平時開始進行。該引腳必
須保持低電平，直到模/數(shù)轉(zhuǎn)換整個周期結(jié)束為止，隨后進行串行數(shù)據(jù)傳輸。DOUT引腳從低電平至高電平的狀態(tài)變化表示EOC（轉(zhuǎn)換結(jié)束）狀態(tài)。然后，串行的12位數(shù)據(jù)就可以進行傳輸了。MAX187的工作情況由軟件控制。該軟件應(yīng)能產(chǎn)生成功完成轉(zhuǎn)換所需的所有控制信號，而且應(yīng)能檢測EOC狀態(tài)。它還應(yīng)能產(chǎn)生13個外部時鐘脈沖，以便讀取串行12位數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)。
　　控制MAX187工作情況的軟件是Turbo C++ 3.0版本（可從www.edn.com網(wǎng)站的《設(shè)計實例》的Web版本下載）。在代碼中，Port定義與MAX187接口的PC的 Centronics端口。Write Port定義用于初始化模/數(shù)轉(zhuǎn)換和產(chǎn)生外部時鐘脈沖的端口。Read Port定義用于從ADC讀取EOC和串行數(shù)據(jù)的端口。在將CS引腳和SCLK引腳下拉至低電平后，EOC環(huán)路檢查EOC狀態(tài)。如果未出現(xiàn)有效的EOC，則該環(huán)路將繼續(xù)工作。有效EOC出現(xiàn)，13個時鐘周期中的第一個周期就出現(xiàn)，并鎖存第一個數(shù)據(jù)位(MSB)。此后，例行程序調(diào)用一個子例程(get_adc())。子例程產(chǎn)生剩下的外部時鐘周期，以便讀取12位串行數(shù)據(jù)。子例程還將接收到的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)(adc_val)。這一轉(zhuǎn)換過程為：使adc_val左移一位，由此將前一個數(shù)據(jù)乘以2，如果串行數(shù)據(jù)位的值為1，則將1加到并行數(shù)據(jù)上。一旦并行數(shù)據(jù)就緒，子例程將返回這個值并將其顯示在屏幕上。

圖1 實現(xiàn)12位串行ADC與PC之間的接口是很容易的。