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摘要：主要介紹AD公司推出的在系統可編程微轉換器ADμC812的ADC采集子系統的組成、結構和控制特性；對片內Flash存儲器的在系統編程技術和程序調試方式；舉例說明如何采用中斷方式定時進行AD數據采集和數字濾波的過程。 關鍵詞：數據采集 Flash存儲器 ISP 數字濾波 在單片機應用如火口荼的今天，一個真正的單片在系統可編程全智能數據采集系統終于出現了。它就是AD公司最新推出的嵌入式Flash MCU微轉換器ADμC812。 ADμC812在單個芯片內集成了8路12位ADC采集系統、2路12位DAC、80C52MCU內核、8KB的閃速/電可擦除程序存儲器、640字節的閃速/電可擦除數據存儲器、看門狗定時器、640字節的閃速/電可擦除數據存儲器、看門狗定時器、電源監視器、I2C兼容的SPI和標準的UART串行I/O模塊及靈活的電源管理方案等等，真正實現了單片機應用系統的單片機。限于篇幅，本文只介紹其ADC采集子系統及其在系統編程技術。 一、ADμC812的ADC采集子系統 1.硬件組成結構 AD μC812的ADC采集子系統部分由模擬多路轉換器、溫度傳感器、采樣保持電路（T/H）、12位逐次逼近比較的ADC、+2.5V基準源和ADC校正、控制邏輯組成，其組成如圖1所示。  AD μC812的模擬輸入端的電壓有效輸入范圍與基準源有關。當采用內部基準源時，其有效輸入范圍為0～+2.5V；當采用外部基準源時，外部基準源應從Vref端引入，其合適的范圍為+2.3～+5V，相應的模擬輸入端的電壓范圍為0V～Vref。無論如何不應使其輸入電平為負或超過絕對最大允許值AVDD+0.3V。當信號輸入為雙極性時，必須加入電平位移網絡，使其變為單極性信號輸入，如圖2所示。 AD μC812可工作在-40～+85℃的工業級范圍，有3V和5V兩種供電工作方式，以便進一步降低功耗。ADC模擬包含了5 μs、8通道、12位、單電源A/D轉換器。  其中，A/D轉換器由基于電容DAC的常規則逐次逼近轉換器組成，可保證的±1LSB的差分非線性和±1/2LSB和積分非線性。在上電時由工廠編程的校準系數自動下載到ADC，以確保最佳的ADC性能。該校準系數包括內部失調和增益校準兩個方面，用戶可根據需要重寫工廠編程的校準系數，以便使用戶目標系統中端點誤差的影響最小。來自片內溫度傳感器的電壓輸出正比于熱力學溫度，它可通過多路轉換器的第9個ADC通道輸入，這方便了溫度測量的實現。 2.軟件控制特性 可編程性是應用系統發展的必然趨勢。為適應不同信號源的實際需求，ADμC812片內ADC模塊內的所有部件都能方便地通過3個SFR寄存器來設置。 （1）ADCCON1——控制轉換和采集時間  （2）ADCCON2——控制ADC通道選擇和轉換模式  （3）ADCCON3——ADC狀態指示 二、ADμC812的系統調試、編程技術 目前，由于ADμC812只提供表貼封裝形式，因而在用仿真器進行程序調試時將會帶來一些問題。為方便調試，ADμC812A片內除集成了各具特色的硬件模塊外，還因化了方便實用的監控調試軟件，使其只需少量的外圍器件即可實現聯機調試，從而大大方便了用戶的使用，縮短了產品的研制周期。啟用調試方式的電路連接如圖3所示。 在上電復位的瞬間，使EA引腳接高電平，PSEN引腳接一下拉電阻，即可使ADμC812進入監控調試支援方式。在此方式下，通過基于PC的Quick Start開發工具包，即可下載用戶程序。通過運行于Microsoft Windows系統下的下的ADμC.exe調試軟件，可實時調試用戶程序。 該調試軟件支持單步、斷點和連續運行等工作方式，可方便地觀察MCU的運行結果，包括內部RAM、SFR、程序Flash EEPROM和數據Flash EEPROM等單元的內容。從而提高了工作效率，縮短了產品的開發周期。圖3中MAX232為RS232電平轉換器，用于將TTL電平轉換成RS232電平，以便直接連至PC的串行口，進行聯機調試或下載程序。  Quick Start還提供了工作于DOS環境下的串行下載軟件DownLoad.exe。運行該軟件可直接將用戶程序編程到AD μC812芯片中的程序Flash存儲器中，免除了需用編程器和封裝適配器的麻煩，真正實現了在系統可編程。Quick Start開發工具軟件包可從www.analog.com/microconverter/quick-start.html下載得到。 三、定時ADC編程舉例 該例程主要說明如何利用ADC的單次轉換功能實現定時采樣的目的。定時器T0用于1.25ms定時，8個通道完成一次數據采集需要10ms。為增加抗干擾的能力，軟件中還加入了數字濾波功能。每個通道連續采樣16次后再進行平均處理，然后將高8位結果送出，其匯編語言源程序清單如下： $NOMOD51 $INCLUDE（） ;使用ADμC812預定義符 Timer_ms_const equ(65536-9216/8);當晶振頻率為11.0592MHz時，10ms對應9216個周期 ADC_tlag equ 20H.0;AD轉換標志，=1時表示采樣的8路AD值有效 ADC_coun equ 30H;用于指示當前正在處理的ADC通道 ADC_result equ 38H;38H～3FH存入0～7通道的ADC結果 ADC_acc equ 40H;40～4FH存入0～7通道的累加值 ORG 0000H start： jmp Begin ORG start+0BH Jmp Timer0_interrupt ORG start+100h Begin; mov R0,#20H;清工作單元 mov R7,#40H clr A iRAM_init; mov @R0,A inc R0 djnz R7,iRAM_init call Timer0_init;初始化T0為1.25ms中斷一次 call ADC_init;初始化ADC為單次轉換 setb EA Controlloop: Jnb ADC_flag,Controlloop …… ；將AD轉換的結果取走 clr ADC_flag;允許開始下一次轉換 jmp Controlloop ADC_init: mov ADCCON1,#01101100B;上電ADC mov ADCCON2,ADC_count；選擇轉換通道 ret Timer0_interrupt： setb SCONV;開始單次ADC轉換 mov TL0,#LOW(Timer_ms_const)；裝入定時常數 mov TH0,#HIGH(Timer_ms_const) push PSW mov PSW,#00001000B;使用page1 mov R2,A;暫存A累 Timer0_int_ADC: jb ADC_flag,Timer0_int_ADC_end;數據未取走則退出 Mov A,ADCCON3;讀ADC狀態 jb ACC.7,Timer0_int_ADC mov A,ADC_count anl A,#07H rl A add A,#ADC_acc mov R0,A mov A,ADCDATAL；將ADC轉換結果加入累加單元 add A,@R0 mov @R0,A inc R0 mov A,ADCDATAH anl A,#0FH addc A,@R0 mov #R0,A inc ADC_count mov A,ADC_count anl A,#07H mov ADCCON2,A;選擇下一通道 mov A,ADC_count cjne A,#80H,Timer0_int_ADC_end mov ADC_count,#0 mov R0,#ADC_acc;數字濾波后存入ADC結果 mov R1,#ADC_result mov R7,#08 Timer0_int_save_ADC： clr A mov #R0,A inc R0 xch A,#R0 mov @R1,A inc R0 inc R1 djnz,R7,Timer0_int_save_ADC setb ADC_flag Timer0_int_ADC_end: Mov A,R2 Pop PSW Reti Timer0_init； mov TH0,#HIGH(Timer_ms_const);裝入定時常數 mov TL0,#LOW(Timer_ms_const) anl TMOD,#11110000B orl TMDD,#00000001B Setb ET0;允許T0中斷 Setb TR0;T0開始運行 Ret END |
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