標(biāo)簽:LM12H458(1)信號處理(217)MCU(950)
LM12H458($15.4125)是高集成度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)DAS芯片,它將采樣保持、A/D轉(zhuǎn)換集成在一塊芯片內(nèi),從而大大減少了外圍電路的設(shè)計。其8路模擬信號輸入既可作為單端輸入,又可兩兩組成差分輸入。器件內(nèi)部提供的一個2.5V參考電壓、8×48bit指令RAM和32×16bit的FIFO大大減小了微處理器的負(fù)擔(dān)。LM12H458的工作電壓為3~5.5V,功耗小于34mW,待命模式下的功耗只有50μW。此外,LM12H458還有如下主要性能:
有三種工作模式:分別為帶符號的13位模式、帶符號的9位模式和看門狗模式;有8個模擬信號輸入通道,模擬信號可單端輸入,也可差分輸入;內(nèi)置采樣保持和2.5V參考電壓;內(nèi)含32×16bit的FIFO;采樣時間和轉(zhuǎn)換速率可編程;具有自校準(zhǔn)和診斷模式;帶有8位或16位數(shù)據(jù)總線。
圖1LM12H458內(nèi)部功能框圖
引腳功能和功能說明
LM12H458的引腳功能如表1所列。圖1為其內(nèi)部功能框圖。LM12H458是一個多功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),其內(nèi)部的電荷重分配ADC采用電容梯形網(wǎng)絡(luò)代替普通的電阻梯形網(wǎng)絡(luò),并使用逐步逼近寄存器的DAC使VREF-和VREF+之間產(chǎn)生一個中間電壓,該電壓與輸入的采樣電壓相比較可產(chǎn)生數(shù)字輸出的每一位,中間電壓的個數(shù)和比較的次數(shù)對應(yīng)于ADC的分辨率,通過校準(zhǔn)ADC中的電容網(wǎng)絡(luò)可校準(zhǔn)數(shù)字輸出的每一位精度。LM12H458有兩種不電感廠家同的校準(zhǔn)模式:一種是補償偏移電壓或零誤差,在該模式下只測量一次偏移誤差,并依此建立修正系數(shù);另一種為修正偏移誤差和ADC線性誤差,稱為全校準(zhǔn)。將該模式下的偏移誤差測量八次,并取平均值即可建立修正系數(shù)。上述兩種模式的修正系數(shù)被存貯在內(nèi)部的偏移修正寄存器中。LM12H458的線性修正是通過修正內(nèi)部DAC的失配電容獲得的,在LM12H458內(nèi)部ROM中存有校準(zhǔn)算法,可對每一個電容校準(zhǔn)8次并取平均值,從而產(chǎn)生線性修正系數(shù)。一旦校準(zhǔn)后,內(nèi)部算術(shù)邏輯單元(ALU)即可使用偏移誤差修正系數(shù)和線性修正系數(shù)來修正每一次的轉(zhuǎn)換結(jié)果。看門狗模式用于監(jiān)控單端輸入或差分輸入信號的幅值。每個采樣信號都有上下兩個門限,輸入信號高于或低于某一門限值都會產(chǎn)生中斷。
表1 LM12H458的腳符號及功能
LM12H458是一個多功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),內(nèi)部有28個16bit的寄存器,各個寄存器的功能如下:
配置寄存器是DAS的控制中心,可用于控制序列器的啟動和停止、復(fù)位RAM指針和標(biāo)志、設(shè)置待命狀態(tài)、校準(zhǔn)偏移和線性誤差、選擇RAM區(qū)等。指令RAM分為三個區(qū):指令區(qū)、門限1區(qū)、門限2區(qū)。每一條指令(48bit=3X16bit)分散在三個16比特字寬的RAM區(qū)中,三個區(qū)的選擇可由配置寄存器2bit的RAM指針來控制。指令區(qū)可設(shè)置通道的選擇、工作模式、采樣時間和循環(huán)位。其它兩個區(qū)用于設(shè)置上下門限值。DAS可從指令0連續(xù)執(zhí)行所有設(shè)置的指令,執(zhí)行的最后一條指令的循環(huán)位為1時,再返回到指令0。指令執(zhí)行期間,微處理器不能訪問指令RAM,只有處理器終止指令循環(huán)后才可訪問。FIFO為只讀寄存器,可用于存儲轉(zhuǎn)換結(jié)果。中斷使能寄存器可使用戶激活8個中斷源,該寄存器的高字節(jié)與中斷1、2有關(guān)。
圖2 LM12H458與80C51的接口電路
中斷狀態(tài)寄存器和門限狀態(tài)寄存器用于指示DAS中斷源和輸入信號是否超過上門限或下門限。定時寄存器用于設(shè)置指令執(zhí)行前的等待時間。而指令寄存器的bit9可使能或禁止插入等待時間。LM12H458有8個中斷源,各中斷具有同等的優(yōu)先級別,中斷使能寄存器可使能或禁止相應(yīng)的中斷,當(dāng)發(fā)生中斷時,中斷狀態(tài)寄存器相應(yīng)的位置1。各個中斷對應(yīng)的功能如下:
硬件電路設(shè)計
LM12H458靈活的總線接口簡化了與多種微處理器的接口,它既可與8位處理器相連,又可方便地與16位微處理器相連。圖2為 AT89C51($3.7500)與DAS的接口電路圖。該電路采用全地址譯碼方式來產(chǎn)生DAS的片選信號CS,其DAS映射的地址空間為0000-001F,數(shù)據(jù)總線寬度為8bit。圖中的74HC373($0.1082)用于鎖存低8位地址,而 大功率電感廠家 |大電流電感工廠