DS2450轉(zhuǎn)換器的接口設(shè)計(jì)原理

　　2 轉(zhuǎn)換與讀／寫控制

　　2．1 轉(zhuǎn)換控制

　　DS2450的轉(zhuǎn)換控制首先通過其DATA端串行送出轉(zhuǎn)換命令字［3CH］，然后送出通道選擇字和預(yù)置控制字，最后啟動A／D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。DS2450的通道選擇字和預(yù)置控制字的各位含義如表1所列。

　　在通道選擇字中，對應(yīng)位為1表示該通道參與轉(zhuǎn)換。在同時(shí)選擇多個(gè)通道時(shí)，其轉(zhuǎn)換順序?yàn)锳→B→C→D，未選中的通道將被跳過。其A／D轉(zhuǎn)換的時(shí)間可近似為：

　　轉(zhuǎn)換時(shí)間＝通道數(shù)×轉(zhuǎn)換精度位數(shù)×80μs＋160μs。

　　當(dāng)所有通道轉(zhuǎn)換完畢后，系統(tǒng)將發(fā)出讀存儲器命令以獲得轉(zhuǎn)換結(jié)果和對應(yīng)的狀態(tài)。

　　預(yù)置控制字可用于對相應(yīng)通道的轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲器進(jìn)行預(yù)置。當(dāng)SET、CLR＝00時(shí)，為不預(yù)置，即保持上次轉(zhuǎn)換值；當(dāng)SET、CLR＝01時(shí)，轉(zhuǎn)換前預(yù)置為全0；當(dāng)SET、CLR＝10時(shí)，預(yù)置為全1；而SET、CLR＝11為無效組合。

　　2．2 存儲器讀／寫控制

　　讀存儲器命令可用于讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果、工作狀態(tài)和門限設(shè)定值等?？偩€管理器首先送出讀存儲器命令字［AAH］，然后送出兩字節(jié)的16位“起始數(shù)據(jù)”存儲器地址，并在總線上讀取一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)后，地址自動加1，緊接著讀取下一個(gè)數(shù)據(jù)；當(dāng)一頁讀完后，隨后讀取的兩個(gè)字節(jié)為內(nèi)部自動產(chǎn)生的16位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼，它是由前面送出的命令字、地址和讀取的存儲器數(shù)據(jù)并根據(jù)下列表達(dá)式生成的：

CRC16＝X16＋X15＋X2＋1

　　寫存儲器命令主要針對第1頁和第2頁存儲器，其目的是寫入各通道的工作方式控制字和對應(yīng)通道的高、低門限設(shè)定值。總線管理器首先送出寫存儲器命令字［55H］，然后送出兩字節(jié)的16位存儲器起始地址，接著逐個(gè)送出要寫入的數(shù)據(jù)，其地址也是自動加1。若在剛寫完一個(gè)數(shù)據(jù)后執(zhí)行讀操作，讀出的數(shù)據(jù)應(yīng)剛好為前一次寫入的數(shù)據(jù)，可利用這一特點(diǎn)對寫入和讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以判斷傳輸?shù)恼_性。

　　如果在軟件校驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)讀／寫中的傳輸錯(cuò)誤，則必須對DS2450芯片進(jìn)行初始化，并重新進(jìn)行讀／寫操作。

　　2．3 DS2450的工作時(shí)序

　　DS2450的一線工作協(xié)議流程是：初始化→ROM功能命令→存儲器讀寫／轉(zhuǎn)換控制功能命令→傳輸數(shù)據(jù)。其工作時(shí)序包括初始化時(shí)序、寫時(shí)序和讀時(shí)序，圖2給出了普通工作模式下的工作時(shí)序。

　　3 DS2450與單片機(jī)的典型接口設(shè)計(jì)

　　圖3是MCS－51系列單片機(jī)與DS2450的典型連接電路。其中DS2450的DATA端接AT89C51的P1．0，該電路采用外接電源供電方式，其DS2450的VCC端用 5V電源供電。此例僅對D通道進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，AIN－D接模擬信號輸入；AIN－A和AIN－B外接上拉電阻到電源，其輸出可作為D通道的高、低限報(bào)警信號。

　　如果單片機(jī)系統(tǒng)所用的晶振頻率為12MHz，那么可根據(jù)DS2450的初始化時(shí)序、寫時(shí)序和讀時(shí)序來分別編寫三個(gè)子程序：其中INIT為初始化子程序，可用于發(fā)送復(fù)位脈沖并接收存在脈沖；WRITE為寫（命令或數(shù)據(jù)字節(jié)）子程序；READ為讀數(shù)據(jù)子程序。所有要讀寫的命令或數(shù)據(jù)字節(jié)均被放在A寄存器中。

　　通過主機(jī)控制DS2450來完成A／D轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過以下幾個(gè)步驟：初始化、發(fā)ROM功能命令和相應(yīng)的64位光刻ROM數(shù)據(jù)、選中特定芯片、寫入工作方式控制字和高／低限門限值、發(fā)轉(zhuǎn)換控制命令、讀取轉(zhuǎn)換值及狀態(tài)等。

　　如果將D通道設(shè)定為5．1V輸入范圍，轉(zhuǎn)換精度為12位，高報(bào)警門限為3．0V（96H），低報(bào)警門限為2．0V（64H），并將通道A和通過B作為報(bào)警輸出，最后將轉(zhuǎn)換結(jié)果放在30H和31H處，那么其子程序CTLAD的具體程序清單如下：