一線(xiàn)式A/D轉(zhuǎn)換器DS2450的原理與應(yīng)用

圖3DS2450與微處理器的典型連接圖

預(yù)置控制字可以對(duì)相應(yīng)通道的轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)器進(jìn)行預(yù)置。SET、CLR=00，不預(yù)置，保持上次轉(zhuǎn)換值；SET、CLR=01，轉(zhuǎn)換前預(yù)置為全0；SET、CLR=10，預(yù)置為全1；SET、CLR=11，無(wú)效組合。
4．2存儲(chǔ)器讀/寫(xiě)控制
讀存儲(chǔ)器命令用于讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果、工作狀態(tài)、門(mén)限設(shè)定值等?？偩€(xiàn)管理器首先送出讀存儲(chǔ)器命令字[AAH]，然后送出兩字節(jié)的16位“起始數(shù)據(jù)”存儲(chǔ)器地址，從總線(xiàn)上讀取一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)后，地址自動(dòng)加1，可緊接著讀取下一個(gè)數(shù)據(jù)；當(dāng)一頁(yè)讀完后，隨后讀取的兩個(gè)字節(jié)為內(nèi)部自動(dòng)產(chǎn)生的16位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼，它由前面送出的命令字、地址、讀取的存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)，根據(jù)表達(dá)式CRC16=X16＋X15＋X2＋1生成，對(duì)校驗(yàn)碼生成和應(yīng)用的詳細(xì)資料可參閱相關(guān)文獻(xiàn)。
寫(xiě)存儲(chǔ)器命令主要針對(duì)第1頁(yè)和第2頁(yè)的存儲(chǔ)器，目的是寫(xiě)入各通道的工作方式控制字和對(duì)應(yīng)通道的高、低門(mén)限設(shè)定值?？偩€(xiàn)管理器首先送出寫(xiě)存儲(chǔ)器命令字[55H]，然后送出兩字節(jié)的16位存儲(chǔ)器起始地址，接著逐個(gè)送出要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)，其地址也是自動(dòng)加1。若在剛寫(xiě)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(xiě)入的數(shù)據(jù)，可利用這一特點(diǎn)對(duì)寫(xiě)入和讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以判斷傳輸?shù)恼_性。
如果通過(guò)軟件校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了讀/寫(xiě)中的傳輸錯(cuò)誤，則必須對(duì)芯片進(jìn)行初始化，并重新進(jìn)行讀寫(xiě)操作。
4．3DS2450的工作時(shí)序
DS2450的一線(xiàn)工作協(xié)議流程是：初始化→ROM功能命令→存儲(chǔ)器讀寫(xiě)/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(xiě)時(shí)序和讀時(shí)序，在普通速度工作模式下，如圖2（a）（b）（c）所示。
初始化時(shí)序包括總線(xiàn)管理器（主機(jī)）發(fā)出的復(fù)位脈沖和DS2450反饋送出的存在脈沖兩部分，存在脈沖告訴主機(jī)DS2450在線(xiàn)且已準(zhǔn)備好；讀/寫(xiě)時(shí)序規(guī)定了在DS2450的DATA端串行讀寫(xiě)數(shù)據(jù)位時(shí)的時(shí)序配合要求。
5DS2450與單片機(jī)的典型接口設(shè)計(jì)
圖3以MCS－51系列單片機(jī)為例，示出DS2450與微處理器的典型連接。其DATA端接AT89C51的P1.0，采用外接電源供電方式，其VCC端用5V電源供電。此例中僅對(duì)D通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，AIN－D接模擬信號(hào)輸入；AIN－A，AIN－B外接上拉電阻器和電源，其輸出作為D通道的高、低限報(bào)警。
假設(shè)單片機(jī)系統(tǒng)所用的晶振頻率為12MHz，根據(jù)DS2450的初始化時(shí)序、寫(xiě)時(shí)序和讀時(shí)序，分別編寫(xiě)了3個(gè)子程序：INIT為初始化子程序，發(fā)送復(fù)位脈沖并接收存在脈沖；WRITE為寫(xiě)（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(xiě)的命令或數(shù)據(jù)字節(jié)均放在A寄存器中(限于篇幅，略去源程序，有興趣者可向作者索取)。
主機(jī)控制DS2450完成A/D轉(zhuǎn)換一般必須經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟：初始化使DS2450準(zhǔn)備好、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(xiě)入工作方式控制字和高/低限值、發(fā)轉(zhuǎn)換控制命令、讀取轉(zhuǎn)換值及狀態(tài)。
例如，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(mén)限為3.0V（96H）、低報(bào)警門(mén)限為2.0V（64H）、通道A和B作為報(bào)警輸出、轉(zhuǎn)換結(jié)果放在如下30H和31H的子程序CTLAD中。
；－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
CTLAD:LCALLINIT；發(fā)復(fù)位脈沖并接收存在脈沖
MOVA,＃0CCH
LCALLWRITE；發(fā)“跳過(guò)ROM”命令
；設(shè)置4個(gè)通道工作方式控制字，寫(xiě)入存儲(chǔ)器地址從0008H開(kāi)始
FSKZ：MOVA,＃55H
LCALLWRITE；發(fā)“寫(xiě)存儲(chǔ)器”命令
MOVA,＃08H
LCALLWRITE；發(fā)低8位地址
MOVA,＃00H
LCALLWRITE；發(fā)高8位地址
MOVA,＃0C0H
；A通道漏極開(kāi)路數(shù)字輸出方式
LCALLWRITE；發(fā)A通道工作方式低字節(jié)
MOVA,＃00H
；與報(bào)警、輸入范圍等設(shè)置無(wú)關(guān)
LCALLWRITE；發(fā)A通道工作方式高字節(jié)
MOVA,＃0C0H
；B通道漏極開(kāi)路數(shù)字輸出方式
LCALLWRITE；發(fā)B通道工作方式低字節(jié)
MOVA,＃00H
；與報(bào)警、輸入范圍等設(shè)置無(wú)關(guān)
LCALLWRITE；發(fā)B通道工作方式高字節(jié)
MOVA,＃01H
；C通道不用，可隨意設(shè)置
LCALLWRITE；發(fā)C通道工作方式低字節(jié)
MOVA,＃00H
；C通道不用，可隨意設(shè)置
LCALLWRITE；發(fā)C通道工作方式高字節(jié)
MOVA,＃0CH
；D通道12位A/D轉(zhuǎn)換方式
LCALLWRITE；發(fā)D通道工作方式低字節(jié)
MOVA,＃0DH
；5.1V輸入范圍，允許高低限報(bào)警
LCALLWRITE；發(fā)D通道工作方式高字節(jié)
；設(shè)置D通道高/低限值報(bào)警值，寫(xiě)入存儲(chǔ)器地址從0016H開(kāi)始
BJSZ：LCALLINIT；發(fā)復(fù)位脈沖并接收存在脈沖
MOVA,＃0CCH
LCALLWRITE；發(fā)“跳過(guò)ROM”命令
MOVA,＃55H
LCALLWRITE；發(fā)“寫(xiě)存儲(chǔ)器”命令
MOVA,＃16H
LCALLWRITE；發(fā)低8位地址
MOVA,＃00H
LCALLWRITE；發(fā)高8位地址
MOVA,＃64H
；低門(mén)限報(bào)警值2.0V（64H）
LCALLWRITE；送D通道低門(mén)限存儲(chǔ)器
MOVA,＃96H
；高門(mén)限報(bào)警值3.0V（96H）
LCALLWRITE
；送轉(zhuǎn)換控制字，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。
QDZH:LCALLINIT；發(fā)復(fù)位脈沖并接收存在脈沖
MOVA,＃0CCH
LCALLWRITE；發(fā)“跳過(guò)ROM”命令
MOVA,＃3CH
LCALLWRITE;發(fā)“轉(zhuǎn)換控制”命令字
MOVA,＃08H
　　;僅D通道參與轉(zhuǎn)換
LCALLWRITE；發(fā)通道選擇控制字
MOVA，＃40H
　　;D通道轉(zhuǎn)換前預(yù)置為全0
LCALLWRITE；發(fā)預(yù)置數(shù)據(jù)控制字
；讀取D通道轉(zhuǎn)換結(jié)果，放在31H、30H
RDDT：LCALLINTI；發(fā)復(fù)位脈沖并接收存在脈沖
MOVA，＃0CCH
LCALLWRITE;發(fā)“跳過(guò)ROM”命令
MOVA，＃0AAH
　　LCALLWRITE;發(fā)“讀存儲(chǔ)器”命令字
MOVA，＃06H
LCALLWRITE；發(fā)低8位地址
MOVA，＃00H
LCALLWRITE;發(fā)高8位地址
LCALLREAD
MOV30H，A
　??；低位轉(zhuǎn)換結(jié)果放在30H
　　LCALLREAD
MOV31H，A
　??；高位轉(zhuǎn)換結(jié)果放在31H
RET
……
如果一線(xiàn)上掛接多個(gè)DS2450和其他一線(xiàn)式接口芯片、采用寄生電源供電方式、工作在超速模式、通信中進(jìn)行校驗(yàn)，則子程序CTLAD的編寫(xiě)就要復(fù)雜一些，限于篇幅，這一部分不再詳述，請(qǐng)參閱文獻(xiàn)[1][2]的相關(guān)內(nèi)容。