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ADμC812的數據采集子系統及其ISP技術
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
ADμC812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。
(范文先生網www.ycxgx.cn收集整理)
ADμC812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。
ADμC812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5μs、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ADμC812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 SP,#60H
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,Co
ntrolloop
…… ；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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