8位串行模数转换器TLC548、TLC549的应用

发表于 2017-12-19 17:32:52 收藏 已收藏
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8位串行模数转换器TLC548、TLC549的应用

发表于 2017-12-19 17:32:52

1、概述

TLC548,TLC549是美国德州仪器公司生产的8位串行A/D转换器芯片,可与通用微处理器、控制器通过I/OCLOCK、CS、DATAOUT三条口线进行串行接口。具有4MHz片内系统时钟和软、硬件控制电路,转换时间最长17μs,TLC548允许的最高转换速率为45500次/s,TLC549为40000次/s。总失调误差最大为±0.5LSB,典型功耗值为6mW。采用差分参考电压高阻输入,抗干扰,可按比例量程校准转换范围,VREF-接地,VREF+-VREF-≥1V,可用于较小信号的采样。

2、芯片简介

TLC548、TLC549的内部框图和引脚名称如图1所示。

8位串行模数转换器TLC548、TLC549的应用

3、工作原理

TLC548、TLC549均有片内系统时钟,该时钟与I/OCLOCK是独立工作的,无须特殊的速度或相位匹配。其工作时序如图2所示。

8位串行模数转换器TLC548、TLC549的应用

当CS为高时,数据输出(DATAOUT)端处于高阻状态,此时I/OCLOCK不起作用。这种CS控制作用允许在同时使用多片TLC548、TLC549时,共用I/OCLOCK,以减少多路(片)A/D并用时的I/O控制端口。一组通常的控制时序为:

(1)将CS置低。内部电路在测得CS下降沿后,再等待两个内部时钟上升沿和一个下降沿后,然后确认这一变化,最后自动将前一次转换结果的最高位(D7)位输出到DATAOUT端上。

(2)前四个I/OCLOCK周期的下降沿依次移出第2、3、4和第5个位(D6、D5、D4、D3),片上采样保持电路在第4个I/OCLOCK下降沿开始采样模拟输入。

8位串行模数转换器TLC548、TLC549的应用

(3)接下来的3个I/OCLOCK周期的下降沿将移出第6、7、8(D2、D1、D0)个转换位。

(4)最后,片上采样保持电路在第8个I/OCLOCK周期的下降沿将移出第6、7、8(D2、D1、D0)个转换位。保持功能将持续4个内部时钟周期,然后开始进行32个内部时钟周期的A/D转换。第8个I/OCLOCK后,CS必须为高,或I/OCLOCK保持低电平,这种状态需要维持36个内部系统时钟周期以等待保持和转换工作的完成。如果CS为低时I/OCLOCK上出现一个有效干扰脉冲,则微处理器/控制器将与器件的I/O时序失去同步;若CS为高时出现一次有效低电平,则将使引脚重新初始化,从而脱离原转换过程。

8位串行模数转换器TLC548、TLC549的应用

在36个内部系统时钟周期结束之前,实施步骤(1)-(4),可重新启动一次新的A/D转换,与此同时,正在进行的转换终止,此时的输出是前一次的转换结果而不是正在进行的转换结果。若要在特定的时刻采样模拟信号,应使第8个I/OCLOCK时钟的下降沿与该时刻对应,因为芯片虽在第4个I/OCLOCK时钟下降沿开始采样,却在第8个I/OCLOCK的下降沿开始保存。

4、应用接口及采样程序

TLC548、TLC549可方便地与具有串行外围接口(SPI)的单片机或微处理器配合使用,也可与51系列通用单片机连接使用。与51系列单片机的接口如图3所示。其采样程序框图如图4所示,实际应用程序清单如下:

8位串行模数转换器TLC548、TLC549的应用

TLC548/549片型小,采样速度快,功耗低,价格便宜,控制简单。适用于低功耗的袖珍仪器上的单路A/D或多路并联采样。

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