单片机应用实例：TLC549A-D转换器

1.芯片概述

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/O CLOCK、CS、DATA—OUT 3条口线进行串行通信，具有4MHz片内系统时钟和软、硬件控制电路，转换时间最长为17μs。TLC549允许的最高转换速率为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，能够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。图5-23为该芯片DIP8封装形式，常用封装还有SOP8。该芯片通过，I/O_CLOCK、DATA_OUT、CS 3个端口与单片机I/O口连接，REF＋接电源正极，REF－接地。在5V电源供电情况下，可以对输入ANALOG_IN端口的模拟信号进行8位数据转换。

2.TLC549工作原理

TLC549有片内系统时钟，该时钟与I/O_CLOCK是独立工作的，无需特殊的速度或相位匹配。TLC549工作时序如图5-24所示。

图5-23 TLC549的DIP8封装

当CS为高电平时，数据输出（DATA_OUT）端处于高阻状态，此时I/O_CLOCK不起作用。这种控制作用允许在同时使用多片TLC549时，共用I/O_CLOCK，以减少多路A-D转换器并用时占用的单片机I/O资源。TLC549一次转换操作过程如下：

图5-24 TLC549工作时序图

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，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DATA_OUT端上。

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

3）接下来的3个I/O_CLOCK周期的下降沿移出第6、7、8（D2、D1、D0）位；

4）最后，片上采样保持电路在第8个I/O_CLOCK周期的下降沿将移出第6、7、8（D2、D1、D0）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/O_CLOCK后，必须为高电平，或I/O_CLOCK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。当为低时I/O_CLOCK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；若为高电平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。

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A-D转换，正在进行的转换被终止。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。(www.xing528.com)

若在特定的时刻采样模拟信号，应使第8个I/O_CLOCK时钟的下降沿与该时刻对应，因为芯片虽在第4个I/O_CLOCK时钟下降沿开始采样，却在第8个I/O_CLOCK的下降沿开始保存。

3.TLC549的应用子程序

（1）测试电路

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MCS-51系列单片机连接使用。为了验证TLC549驱动程序的可靠性，可以在ADC0832应用电路显示部分基础上连接TLC549，TLC549与MCS-51系列单片机的接口如图5-25所示。其中TLC549的、DATA—OUT（SDO）、I/O_CLOCK分别连接单片机的P3.4、P3.5、P3.7接口。模拟电压利用一个电位器OP1产生，调节电位器中心抽头的位置，模拟电压变化范围为0～5V，经过TLC549转换后的8位数据通过串行传输方式给单片机，单片机显示数据范围为0～255。为了得到一个电压数字检测目的，本例中使数码管显示电压值，共通过程序计算得到检测结果。

图5-25 TLC549与AT89C51单片机的接口电路

（2）TLC549子程序

TLC549程序依照TLC549的时序和操作过程设计，包含件初始化函数和数据转换函数。具体程序如下：

由于TLC549只有1路A-D转换器，因此程序比DAC8032简单一些。这两种A-D转换芯片都是串行接口，减少了器件与MCU之间的连线数，同时占用了较少的单片机I/O资源，缺点是比同类并行A-D转换器速度慢。A-D转换器的时序比较简单，因此程序设计有较大的灵活性。