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标题: LM12H458高集成度的数据采集系统DAS芯片的应用 [打印本页]

作者: liyf 时间: 2011-4-28 15:15
标题: LM12H458高集成度的数据采集系统DAS芯片的应用
摘要：LM12H458内含可用来存储转换结果的32字的FIFO和存储指令的8字RAM。文中介绍了LM12H458的工作原理、引脚功能和具体应用电路。 LM12H458是美国NS公司生产的8通道数据采集系统芯片，它精度高、转换迅速、数据传输快、集成度高、单电源供电、外围接口简单。
　　关键词：A/D转换; 数据采集系统(DAS); LM12H458
　　1　概述
　　LM12H458是高集成度的数据采集系统?DAS?芯片，它将采样保持、A/D转换集成在一块芯片内，从而大大减少了外围电路的设计。其8路模拟信号输入既可作为单端输入，又可两两组成差分输入。器件内部提供的一个2.5V参考电压、8×48bit指令RAM和32×16bit的FIFO大大减小了微处理器的负担。LM12H458的工作电压为3～5.5V，功耗小于34mW，待命模式下的功耗只有50μW。此外，LM12H458还有如下主要性能：
　　●有三种工作模式：分别为带符号的13位模式、带符号的9位模式和看门狗模式;
　　●有8个模拟信号输入通道，模拟信号可单端输入，也可差分输入;
　　●内置采样保持和2.5V参考电压;
　　●内含32×16bit的FIFO;
　　●采样时间和转换速率可编程;
　　●具有自校准和诊断模式;
　　●带有8位或16位数据总线。
　　

　　图3 编程流程图点击放大
　　3　应用
　　3.1 硬件电路设计
　　LM12H458灵活的总线接口简化了与多种微处理器的接口，它既可与8位处理器相连，又可方便地与16位微处理器相连。图2为AT89C51与DAS的接口电路图。该电路采用全地址译码方式来产生DAS的片选信号CS，其DAS映射的地址空间为0000-001F，数据总线宽度为8bit。图中的74HC373用于锁存低8位地址，而8bit幅度比较器则可用来对高8位地址进行译码，通过比较地址与地址范围所选择的输入逻辑可产生U5(74HC138)的选通信号，74HC138的Y0可作为DAS的片选信号。DAS的INT端口用于驱动AT80C51的中断INT0，同时它还允许DAS请求中断服务。
　　3.2 软件编程
　　LM12H458虽然应用灵活、广泛，但基本的工作流程不变，图3为其典型的编程流程。在处理器初始化后，应向DAS写入合适的指令以初始化DAS，以便设置采样时间、工作模式、通道选择等。完成一次全校准需要4944个时钟周期，若设置中断使能，校准后应产生中断以通知微处理器。全校准会影响DAS的内部标志和指针，从而影响指令的执行。因此校准后必须复位。将配置寄存器的bit0设置为1可启动序列器。流程图中的p表示用户定义的不同工作模式。图3(a)为DAS的初始化和序列器的启动流程，图3(b)为中断服务例程。当进入中断服务后，配置寄存器的bit0应清零以停止A/D转换，然后处理中断事务。
　　4　结论
　　LM12H458数据采集系统芯片功能强大、应用灵活，可广泛用于数据记录、测量仪器、惯性制导、过程控制、能源消耗管理等方面。由于篇幅所限，本文仅作简单介绍，有关LM12H458的详细技术资料可在National Semiconductor的网站上获得。笔者已将LM12H458用于PI网络石英晶体元件的测试系统中。使用证明：LM12H458的转换精度很高，而且工作稳定可靠。

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