模数转换器ad7864及在光电轴角编码器中的应用

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摘要:介绍了模数转换器AD7864 芯片特性、时序和数据转换工作过程原理。模数转换器AD7864 的1个转换周期只
需要1.65μs,所以非常适合应用在光电轴角编码器中，采用20MHz晶振频率的16位80C196KC微处理器来提高编码器运
& s9 H: ~  K/ a" q9 E, P% @1 P0 v行速度,同时介绍其与80C196KC单片机硬件接口电路和在编码器中的莫尔条纹细分的软件设计流程,最后阐述其在光电
轴角编码器的应用结论和转换开始后输入信号和跟踪/保持信号的时序图的应用结论。
6 F6 s8 \1 ]! b; j$ R0引言
! E5 _7 V5 L- X8 G0 p; Y) ^以往研制的高精度高分辨率编码器的细分装置都采用
MCS-51系列单片机实现的。由于MCS-51系列的单片机没
: Y) Q3 A& t$ @0 S1 J有32位除以16位的除法指令,除法运算只能依靠循环指令来
* E. ?- {0 W2 V2 |完成,这就大大增加了数据处理时间;另一方面,8位单片机的
: c# a; e% n: s$ w$ ^, U4 b数据总线和地址总线都是8位,这就与12位A/D转换器的位
数不匹配,数据处理时就需要分时处理,这也增加了数据处理
+ T7 e, V" S3 `6 @( I时间。MCS-51系列单片机完成的8192细分最短处理时间为
! y; A" Z# }' ?$ V. A4 l! X, `! `300μs,使得高精度编码器的数据处理时间为1ms.
80C196KC[1-2]单片机具有16位数据处理功能且与外部器
- q# Z" }( Z8 \件的数据传送也是16位的。同时,它还具有32位除16 位的除
法指令,且可以在20MHz晶振频率下工作。这些对提高编码.
器速度有着很大的作用。
9 x" J+ ]* w7 ?) e/ F为了更进一步提高整个系统的速度,选用了美国A/D公司
最新生产的12位模拟/数字转换芯片AD7864。该模拟/数字转
换芯片是一种高速低功耗12位四通道逐次逼近式并行输出的
A/D转换器。该转换器自身带有4路采样/保持电路,可同时
8 P; _) b& _% |9 }% v1 B" Y进行采样转换,这样就节省了系统的硬件电路空间。完成1次
7 ]* @( b7 V2 p6 ~A/D转换的时间为1.65 us,并且可以同时启动4路A/D转换，
大大的缩短了电路的处理时间。
8 w' C% }! T' S1模数转换AD7864芯片特性
1.1 AD7864的模拟通道选择方法和输入电压的接法
AD7864-1采用S-44引脚PLQF形式封装,它的4个通道
1 H, m! N, }- |, oVIN1~ VIN4都可以分别用来选作进行模数转换。所选转换通
道的转换顺序是按递增的顺序进行的。
% G! H+ U/ b1 S2 b& mAD7864的转换次序的选择方式有两种:硬件通道选择输入
引脚SL1~ SL4和编程通道选择寄存器。采用硬件选通时,在
CONVST的上升沿,硬件通道选择输入引脚为高电平时，与它所
对应的模拟通道就作为模拟输入信号进行模数转换。而对于
软件通道选择方式,就是向通道选择寄存器里输送数据。这一
( x" |7 Y  C1 a) e功能是通过DB0~ DB3来完成的。
1 [8 K7 ~, D. R1 j# h  i3 |# gAD7864的数据输出方式为12位反码并行输出,最高位为
符号位。实验中,选用的A/D转换器的输入信号的电压范围为
. ^" W  r9 `! L' @土10V,A/D转换器的输出信号是以二进制反码的形式输出的。
/ r1 t! ?+ n; [3 A3 Z! I输入信号从-10~+10v变化时,输出信号则从0800H~
07FFH。当输入为正零时，输出为0000 H;当输入为负零时,输
出为0FFFH.
6 P+ d& j) x6 F1.2 AD7864的时序及读数方式分析
AD7864的读取转换结果的方法主要受RD和CS信号的控
制。当且仅当它们两个同时为低电平的时候,输出的数据才是
有效的。在第一个数据有效时FRSTDATA也变为低电平。
AD7864的读数方式有两种:在每- -次转换结束后就读取换

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ybing12

可以用专门得AD芯片