基于AD574模數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計(jì) - 全文

　　1、引言

　　A/D轉(zhuǎn)換是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中非常重要的環(huán)節(jié)，AD574以精度高、轉(zhuǎn)換速度快、使用方便等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，其分辨率為12位，轉(zhuǎn)換時(shí)間為15～35μs，芯片內(nèi)包含高精度的參考電壓源和時(shí)鐘電路，不需要任何外接電路和時(shí)鐘信號(hào)即可完成A/D轉(zhuǎn)換功能。AD574有單極性和雙極性兩種模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換方式，可實(shí)現(xiàn)0～10V或0～20V的轉(zhuǎn)換，通過(guò)相應(yīng)引腳的外接電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。改變AD574相應(yīng)管腳的電平可選擇A/D轉(zhuǎn)換方式（8位或12位的轉(zhuǎn)換），以及讀取數(shù)據(jù)的方式（12位并行輸出或8位雙字節(jié)輸出）。
根據(jù)AD574的工作特性，其12位轉(zhuǎn)換遵循左對(duì)齊輸出格式，那么輸出數(shù)據(jù)與信號(hào)的實(shí)際值相比大16倍，因此輸出數(shù)據(jù)必須經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理程序才能進(jìn)行下一步的標(biāo)度變換、濾波和顯示等程序。由于轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)是從0000H～0FFFH，數(shù)據(jù)從單字節(jié)到三字節(jié)，若均采用常用的多字節(jié)除法，勢(shì)必延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間。本文以單極性0～10V模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換結(jié)果分高8位、低4位輸出，單片機(jī)采用延時(shí)方式為例，介紹轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理程序的設(shè)計(jì)方法，其算法簡(jiǎn)潔，運(yùn)行時(shí)間短。

　　2、AD574與單片機(jī)的接口電路

　　圖（1）為AD574與單片機(jī)89C52的接口電路圖［2］，0～10V的模擬信號(hào)經(jīng)10Vin送AD574，和REFOUT、REFIN、BIPOFF端連接的外電路為單極性輸入方式，也可讓BIPOFF懸空;轉(zhuǎn)換結(jié)果分為高8位、低4位輸出，故12/8端接地;AD574啟動(dòng)、轉(zhuǎn)換及結(jié)果輸出時(shí)，要求CE為高電平，故89C52的WR、RD端通過(guò)與非門與AD574的CE端相連;CS、A0、R/C在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)保持相應(yīng)的電平，故用74LS373鎖存后接入，AD轉(zhuǎn)換器的地址是FF00H。為了提高抗干擾能力，可在模擬電源VCC和AG、VEE和AG之間接入10μF的鉭電容，數(shù)字電源VL和DG之間接入0.01μF的瓷片電容。

　　圖1 ? AD574與單片機(jī)的接口電路

　　3、數(shù)據(jù)處理程序的編程

　　AD574和單片機(jī)的接口程序包括根據(jù)相應(yīng)的端口地址啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換、延時(shí)等待、分高8為和低4位讀取以及數(shù)據(jù)處理幾部分。根據(jù)接口電路和AD574的工作特性，啟動(dòng)A/D時(shí)要求CS=0，A0=0，R/C=0，高8位地址沒(méi)有使用，因此啟動(dòng)A/D的端口地址為FF00H;讀取高8位轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)時(shí)要求，CS=0，A0=0，R/C=1，端口地址為FF71H;低4位轉(zhuǎn)換時(shí)要求CS=0，A0=1，R/C=1，端口地址為FF73H。等待A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束的延時(shí)程序采用循環(huán)程序即可。數(shù)據(jù)處理程序不是采用除法子程序，而是采用了邏輯運(yùn)算，先處理高8位數(shù)據(jù)，通過(guò)與運(yùn)算保留高8位數(shù)據(jù)的D7～D4，D3～D0置0，再半字節(jié)交換指令即可得到轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)高8位的真實(shí)值;低4位數(shù)據(jù)同樣采用這樣的算法和思路，使用與指令和半字節(jié)交換，最終把高8位數(shù)據(jù)的D3～D0位和低4位數(shù)據(jù)的D7～D4位合并，即是轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)低8位的真實(shí)值。此算法簡(jiǎn)潔，思路清晰，運(yùn)行速度快。

　　程序如下：

　　ADZH:MOVDPTR，#0FF00H;送A/D轉(zhuǎn)換器地址

　　MOVX@DPTR，A;啟動(dòng)A/D

　　LCALLDELAY;等待轉(zhuǎn)換結(jié)束并設(shè)置采樣速度

　　MOVDPTR，#0FF71H;送高8位數(shù)據(jù)的端口地址

　　MOVXA，@DPTR;讀高8位數(shù)據(jù)

　　MOV60H，A;高8位數(shù)據(jù)存入60H單元

　　MOVDPTR，#0FF73H;送低4位數(shù)據(jù)的端口地址

　　MOVXA，@DPTR;讀低4位數(shù)據(jù)

　　MOV61H，A;低4位數(shù)據(jù)存入61H單元

　　LCALLSJCL;調(diào)用數(shù)據(jù)處理子程序

　　……

　　SJCL:MOVA，#00H

　　MOVA，60H

　　ANLA，#0F0H

　　SWAPA

　　MOV64H，A;轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)真實(shí)值的高8

　　位存入64H單元

　　MOVA，60H

　　ANLA，#0FH

　　SWAPA

　　XCHA，61H

　　SWAPA

　　ANLA，#0FH

　　ORLA，61H

　　MOV65H，A;轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)真實(shí)值的低8

　　位存入65H單元

　　RE

　　4、結(jié)束語(yǔ)

　　本文介紹的AD574模數(shù)轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)處理的程序，已應(yīng)用于溫度、壓力測(cè)量?jī)x器的用戶程序，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，能夠滿足使用要求，性能穩(wěn)定，效果好。該程序的算法簡(jiǎn)潔，思路清晰，運(yùn)行速度快，在模擬信號(hào)的數(shù)據(jù)采集中發(fā)揮了優(yōu)勢(shì)。