基于串行A/D转换器TLC1549的阀门开度仪

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9 F/ W1 _, B) F( w摘要:阀门开度仪以AT89C51单片机为核心，通过在阀门电机轴上安装的电位计传感器获得阀
9 W- J: K# ~; m# @9 h门电机轴的转动角位移，从而得出阀门的开度，达到自动检测的目的。详细介绍了串行控制的10
+ S& J: X3 @1 }. M/ j. P/ R) q. ^位A/D转换器TLC1549的特点和功能，说明了TLC1549 与AT89C51单片机在阀门开度仪中的硬件
, ^) E( A8 v2 o) T* h8 R3 G电路和软件程序。实践证明，该阀门开度仪数据采集准确可靠、工作稳定。
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关键词: TLC1549; AT89C51 单片机;阀门开度

1概述
4 S$ O, C* n& |+ n工业测控领域中，经常要对阀门开度等缓变信
1 k; L; D! r5 G号进行测量，利用串行A/D转换器，配合单片微
! l; ~- N3 i0 |3 |( g0 @处理器，设计应用系统，既降低硬件的开支，又满
足实际的工程测量要求，减少了连线，提高了应用
系统的可靠性。该系统是以AT89C51单片机为核
心，采用10位串行A/D转换器TLC1549的采样系
统。
$ b0 B. U: z6 F+ R9 Q  ^/ Q: v' X6 f2 TLC1549芯片
1 H6 a; r/ n6 FTLC1549是10位串行控制A/D转换器，具有
内在采样和保持电路及片内系统时钟。由于采用串
# I0 N& x% B+ d3 n行方式使得它只有8个引脚，用3条接口线与单片
- U. Q" {$ L0 e; t# u机连接即可，操作简单。
, v* o& P1 g2 l/ W) H  L3 }2.1TLC1549芯片引脚
- U2 J: U  ]+ e0 Y! a- h' I- STLC1549 的引脚如图1所示。其引脚的功能说
明见表1。2.2 TLC1549的工作方式.
9 \/ w1 ]: F6 Y; P' d7 I- _TLC1549有6种工作方式，见表2。
其中表2所示的快速方式和慢速方式，在实际
1 p, |) {* t. ]# v2 s3 @4 z' C应用中并无本质区别，主要决定于I/O CLOCK周
, v2 n; {! T$ o7 ?& h期的大小，一般来说，时钟频率大于280 kHz时可
认为是快速工作方式，小于280 kHz时可认为是慢.
速工作方式。
从CS下跳到DATA输出数据要有1.3μs的延时，在连
续进行A/D转换时，在上次转换结果输出的过程中，
同时完成本次转换的采样，这样大大提高了A/D转
换的速度。如果I/O CLOCK的时钟频率为2.1 MHz，则
完成一个A/D转换时间大约为1/2.1 x10 +21 +
" ~' \/ e% J' l4 F1.3 =26 μs。如果用于对连续模拟信号进行采样.
0 B- H+ _' x0 t, K1 G转换，其速率是相当快的。
0 P/ U- K9 A% M, @. v3应用介绍
0 d7 V* q: i9 n' u- a7 z3.1硬件设计
3 L3 Y) N7 G# [% s阀门开度检测仪采用电位计作为传感器获得阀
. ~1 a8 S; Z& Y+ s门电机轴的转动角位移，从而得出阀门的开度。
对于TLC1549芯片，输入电压为0时，转换
# `8 F1 n! _6 h- v( T; F& g后的数字量为0;输入电压为5 V时，转换后的数
$ F' L* F) Z8 F$ V字量为1 023。阀门全关对应电位计电压为0.5 V,
TLC1549转换后的数字量为102;阀门全开对应电
( o* h- [: T# x" d# E& T( X! K位计电压为4.5 V，TLC1549 转换后的数字量为
) n* f4 F: H1 m920; 当阀门在全关和全开间变化时，电位计的电
, q' d% ]  d9 S压在0.5 ~4.5 V之间变化，TLC1549 转换后的数
- ~) |, Q3 `: n1 ?$ v字量就在102 ~920之间变化。这样，就使机械信
0 n2 g% r; d6 V6 D+ `; B号变成了相应的数字信号。阀门开度角θ = (V;-
0.5)/ (4.5 -0.5) = (D; - 102)/(920 - 102)。其
中V;为电位计输出给TLC1549 的电压值，D;为
TLC1549转换后的数字量，由此式，可以得出阀门.
6 N& ~3 ]. {; h% t  m& h. [开度角。TLC1549芯片与AT89C51单片机的接口
电路[1如图2所示。在电路中AT89C51的P1.5~
; |/ `0 I- e. ]* _, r- IP1.7分别控制TLC1549芯片的片选、时钟I/O
3 c5 g1 d% f) fCLOCK和转换数据输出端DATA OUT。
& s+ R. }. [  Q2 y
. g" {3 u* s  q, P5 E) d附件下载：

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TLC1549是10位串行控制A/D转换器