A/D轉(zhuǎn)換器的使用問題

　　ADμC812內(nèi)集成的ADC轉(zhuǎn)換模塊，包含了8通道、12位、單電源A/D轉(zhuǎn)換器，這些A/D轉(zhuǎn)換器是由基于電容DAC的常規(guī)逐次逼近轉(zhuǎn)換器組成的,接收的模擬輸入范圍為0至+VREF(+2.5V)。另外，此模塊還為用戶提供片內(nèi)基準(zhǔn)、校準(zhǔn)特性，模塊內(nèi)的所有部件能方便地通過3個(gè)寄存器SFR接口來設(shè)置?？傊?，ADμC812的ADC模塊具有與一般ADC芯片相比擬的性能，并且操作簡單、可靠性高，采集速率可高達(dá)200kHz。

　　(1) 基準(zhǔn)電壓

　　A/D轉(zhuǎn)換器的2.5V基準(zhǔn)電壓既可由片內(nèi)提供，也可由外部基準(zhǔn)經(jīng)VREF引腳驅(qū)動(dòng)。若使用內(nèi)部基準(zhǔn)，則在VREF和CREF引腳與AGND之間都應(yīng)當(dāng)連接100nF電容以便去耦。這些去耦電容應(yīng)放在緊靠VREF和CREF引腳處。為了達(dá)到規(guī)定的性能，建議在使用外部基準(zhǔn)時(shí)，該基準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)在2.3V和模擬電源AVDD之間。

　　由于片內(nèi)基準(zhǔn)高精度、低漂移且經(jīng)工廠校準(zhǔn)，并且當(dāng)ADC或DAC使能時(shí)，在VREF引腳會(huì)出現(xiàn)此基準(zhǔn)電壓。因此，在進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，可將片內(nèi)基準(zhǔn)作為一個(gè)2.5V的參考電源來使用。若要把片內(nèi)基準(zhǔn)用到微轉(zhuǎn)換器之內(nèi)，則應(yīng)在VREF引腳上加以緩沖并應(yīng)在此引腳與AGND之間連接100nF電容。

　　在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)特別注意，內(nèi)部VREF將保持掉電直到ADC或DAC外圍設(shè)備模塊之一被它們各自的使能位上電為止。

　　(2) 模擬輸入

　　與其他ADC芯片相比，ADμC812的ADC模塊有一個(gè)缺點(diǎn)，就是ADC正常工作的模擬輸入范圍為0～+2.5V;而允許輸入的電壓范圍只能為正電壓(0～+5V)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，若輸入的模擬電壓超過+2.5V(最大值為+5V)，ADC的采樣結(jié)果為最大值(0FFFH)，雖然結(jié)果不對(duì)，但并沒有影響ADμC812正常工作;但是，一旦輸入負(fù)的模擬電壓，則會(huì)影響ADμC812正常工作，表現(xiàn)為ADC的基準(zhǔn)電壓(VREF=+2.5V)消失和采樣結(jié)果不正確，且若長時(shí)間輸入負(fù)電壓，將有可能損壞芯片。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，若發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)ADC之后VREF端無電壓，則應(yīng)立即將芯片復(fù)位，并檢查模擬輸入信號(hào)的采集放大部分。在確保進(jìn)入ADμC812的模擬信號(hào)在0～+2.5V范圍內(nèi)之后，才能再次啟動(dòng)ADC。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)保證輸入的模擬電壓為正電平。

　　并行I/O端口的使用問題

　　與其他單片機(jī)一樣，ADμC812也有4個(gè)通用數(shù)據(jù)端口(P0~P3)與外部器件交換數(shù)據(jù)，且除了用作通用I/O之外，某些端口還能實(shí)現(xiàn)外部存儲(chǔ)器操作。另有一些端口則與器件上外圍設(shè)備其他功能多路復(fù)用。

　　(1)P1口

　　值得注意的是，在ADμC812中端口0、2和3是雙向端口，而端口1是只輸入端口。在圖中可以看到在P1口的電路中包括了位鎖存器和輸入緩沖器，但沒有輸出驅(qū)動(dòng)器，因而P1口只能被配置為數(shù)字輸入或模擬輸入，不能用于輸出。

　　當(dāng)P1口用作模擬輸入時(shí)，它對(duì)應(yīng)于ADμC812內(nèi)8通道模數(shù)轉(zhuǎn)換的輸入端口ADC0~ADC7。若在實(shí)際使用中，不須將8個(gè)通道ADC都用上，可將剩余的P1口引腳設(shè)置為數(shù)字輸入，但此時(shí)須注意，它與標(biāo)準(zhǔn)的8051單片機(jī)用作數(shù)字輸入的通用I/O口不同，認(rèn)為高電平有效。因此，P1口用作數(shù)字輸入時(shí)，在檢測是否有輸入信號(hào)之前，須將0寫至對(duì)應(yīng)端口，然后再判斷。這就要求系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將用作數(shù)字輸入的P1口外加1個(gè)下拉電阻，一般為幾kΩ。

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　　圖P1口位鎖存器與輸入緩沖

　　(2) P2口

　　如前所述，ADμC812的P2口也是雙向端口，包含輸入緩沖器、輸出鎖存器和輸出驅(qū)動(dòng)器。通過與P2口相應(yīng)的端口SFR，可將P2口的各端口引腳獨(dú)立地配置為數(shù)字輸入或數(shù)字輸出，以及對(duì)它們進(jìn)行讀、寫訪問。這些與一般單片機(jī)P2口作通用I/O口的用法相同。

　　但當(dāng)ADμC812接有外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口不僅要用于輸出中8位地址(A8~A15)，還要用于輸出高8位地址(A16~A23)，此用法類似于P0口。不同的是，P0口是數(shù)據(jù)和地址總線復(fù)用，而P2口是中位、高位字節(jié)地址總線復(fù)用。因此，P2口在用于外擴(kuò)大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，也應(yīng)通過一個(gè)鎖存器將高位字節(jié)地址鎖存，如圖4所示。

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　　圖 P2口地址鎖存

　　外部尋址問題

　　與其他單片機(jī)不同，ADμC812具有24根地址線。它可尋址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間為16MB，此超大容量的存儲(chǔ)空間可滿足眾多應(yīng)用領(lǐng)域的需求。由于外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間高達(dá)16MB，只用DPTR作間址寄存器是不夠的。因此，ADμC812的數(shù)據(jù)指針是由3個(gè)8位寄存器來組成，分別是DPP(頁字節(jié)寄存器)、DPH(高位字節(jié)寄存器)和DPL(低位字節(jié)寄存器)，在進(jìn)行內(nèi)部和外部代碼訪問或外部數(shù)據(jù)訪問時(shí)，由它們來提供存儲(chǔ)器地址。與其他單片機(jī)一樣，DPTR仍然是由DPH和DPL兩個(gè)寄存器來構(gòu)成，且用法相同;而DPP是用于傳送A23~A16最高8位地址的寄存器，這相當(dāng)于若將外部數(shù)據(jù)寄存器每64KB劃分為1頁，則不同的DPP值將對(duì)應(yīng)于不同的頁，因此取名為頁寄存器。

　　SPI串口對(duì)P3口的影響

　　為便于MCU與各種外圍設(shè)備進(jìn)行通信，ADμC812提供了三種串行I/O端口：UART接口、I2C兼容的串行接口和串行外設(shè)接口(SPI)。其中，SPI接口是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的同步串行接口，它允許MCU與各種外圍設(shè)備以串行方式(8位數(shù)據(jù)同時(shí)同步地被發(fā)送和接收)進(jìn)行通信。由于只須使用4條線就可與多種標(biāo)準(zhǔn)外圍器件直接接口，因此，SPI接口在串口通信方面有著廣泛的應(yīng)用。

　　然而，我們?cè)谑褂肁DμC812的SPI串口進(jìn)行通信時(shí)，發(fā)現(xiàn)它與其他芯片(具有SPI串口功能)不同，此SPI串口的使能會(huì)對(duì)P3口產(chǎn)生影響，其現(xiàn)象表現(xiàn)為：無論P(yáng)3口實(shí)際輸入電平為何值，P3口的內(nèi)部鎖存器都認(rèn)定為高電平，從而程序中的JB或JNB等判斷轉(zhuǎn)移指令將失去作用。這說明，SPI串口使能將使P3口只能作為輸出口來使用。因此，在同時(shí)使用SPI串口和P3口作輸入口時(shí)，為避免錯(cuò)誤發(fā)生，必須在每次P3口檢測輸入信號(hào)之前都將SPI串口禁止。