基于AD1674芯片的数据采集电路设计

只看该作者 · 2018-4-14 10:53

基于AD1674芯片的数据采集电路设计

随着科学技术的发展,计算机在测量与控制中的应用日益广泛。为了使外部世界的模拟信号与计算机接口,需要进行模/数转换,该转换一般通过A/D芯片来完成。目前市场上出现了各种A/D芯片,且各种A/D芯片具有不同的控制方式和应用条件。对于高速数据采集,最大采样频率取决于A/D的转换时间以及数据的传输时间。提高最大采样频率可通过缩短A/D的转换时间或提高数据的传输速度来实现。如果与PC机接口,数据的传输速度决定于PC机的主频以及数据的传输方式,常用的有查询和中断方式,若采用DMA传输方式则可进一步提高数据的传输速度。本文选取AD1674芯片,设计具有查询、中断和DMA三种数据传输方式的数据采集电路。该电路既可以采用定时器定时,通过8253定时器的控制设煊可变的采样变(步进间隔为1μs),获得高准确的采样间隔;也可以采用软件定时,通过端口写启动A/D来实现。在时序方面,该电路解决了A/D控制信号与计算机时序匹配问题,可能与高档PC机进行接口。

　　1 硬件设计

　　1.1 AD1674接口电路

　　文献[1]详细介绍了AD1674芯片的性能和控制信号的时序。在完全受控方式下,最好是用逻辑控制信号CE启动数据读或A/D转换;在CE有效时,片选信号CS应有效,并且控制信号R/C和A0已确定,只有满足这种时序,AD1674才能正常工作。

　　1.2 A/D转换及数据的读时序

　　对A/D接口电路而言,只有PC机的时序与AD1674的要求时序匹配才能保证电路的正常工作。该电路的A/D转换及数据的读时序如图1所示。

　　A在/D转换时,8253的定时脉冲或端口写脉冲QD经过延时和调节定时宽度后,使A/D的使能控制CE开始启动A/D转换。同时QD宽度为1μs的低电平脉冲(在端口写启动方式下,1μs的低脉冲是由端口写脉冲经调节定时宽度后获得)使R/C的转换有效,A0及片选CS可在A/D转换前设置为有效。当读取A/D转换后的数据时,端口读信号或DMA读信号D直接使A/CD的使能控制CE启动数据读,此时R/C=1,R/C的读有效,开始12位数据的读取。当A0=0时,读取高八位数据;当A0=1时,读取数据低四位,读完后A0=0,准备下一次A/D转换。可见该时序既能与PC机接口,又能使AD1674正常工作。