多通道A／D轉(zhuǎn)換控制模塊的設(shè)計與實現(xiàn)

摘要 提出了利用MC143150 Neuron芯片和Burr—Brown公司生產(chǎn)的12位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS7844實現(xiàn)多通道A／D轉(zhuǎn)換控制模塊的設(shè)計與實現(xiàn)方法。介紹了MC143150 Neuron芯片和12位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS7844的硬件結(jié)構(gòu)與工作原理，以及運用Neuron C語言開發(fā)多通道A／D轉(zhuǎn)換控制模塊，對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果的采集、分析與處理程序。通過長時間運行測試，該控制模塊精度高、性能可靠，給現(xiàn)場自動化控制系統(tǒng)的集成帶來較大的靈活性。
關(guān)鍵詞 MC143150 Neuron芯片；ADS7844；A／D轉(zhuǎn)換

控制信號中的模擬量傳輸正逐步改為數(shù)字量傳輸，各種非數(shù)字化設(shè)備也必將逐步為數(shù)字化智能產(chǎn)品所取代。但是，在實際生產(chǎn)現(xiàn)場依然有大量的數(shù)據(jù)是模擬量，例如壓力、液位、溫度等，必須通過A／D轉(zhuǎn)換才能將這些數(shù)據(jù)送到控制系統(tǒng)進(jìn)行分析處理。為滿足實際需要，本文提出利用MC143150 Neuron芯片和12位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS7844開發(fā)與設(shè)計多通道A／D轉(zhuǎn)換控制模塊，實現(xiàn)了多個模擬量信號的并行采集、分析與處理功能，具有精度高和性能可靠等特點。

1 硬件設(shè)計
多通道A／D轉(zhuǎn)換控制模塊的硬件總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括模擬信號電路、8通道12位串行A／D轉(zhuǎn)換器ADS7844和MC143150 Neuron芯片。設(shè)計中利用8通道12位串行A／D轉(zhuǎn)換器ADS7844實現(xiàn)模擬量的數(shù)字化轉(zhuǎn)換，同時利用MC143150 Neuron芯片對ADS7844的8通道模擬輸入量的數(shù)字化轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行循環(huán)采集，實現(xiàn)多個模擬量數(shù)據(jù)的并行采集、分析與處理，較大程度地滿足了應(yīng)用現(xiàn)場的實際要求。

片選端，低電平有效，該腳為高電平時，其他數(shù)字接口線呈三態(tài)；
DCLK：外部時鐘輸入端，在時鐘作用下，CPU將控制字寫入ADS7844，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果從中讀出；
DIN：串行數(shù)據(jù)輸入端，在片選有效時，控制字在DCLK上升沿被逐位鎖入ADS7844；
DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出端，在片選有效時，轉(zhuǎn)換結(jié)果在DCLK的下降沿開始被逐位從ADS7844移出；
BUSY：“忙”信號輸出端，在接收到控制字的第一位數(shù)據(jù)后變低，只有在轉(zhuǎn)換結(jié)束且片選有效時，該腳才輸出一個高脈沖；
：電源關(guān)閉端，低電平有效。當(dāng)SHDN為低電平時，ADS7844為低功耗狀態(tài)；
VCC，GND：分別為電源端和數(shù)字地。
(2)ADS7844的控制字。
通過ADS7844的控制字可以設(shè)置其信號聯(lián)結(jié)方式、選擇數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道和電源工作模式。ADS7844控制字如表1所示。