传统的温度检测结构如图（1）所示。它基本上由三个部分构成：温度传感器、专用的A/D转换芯片（例：AD0809或其它转换速度更高的芯片）、微控制器。这类结构软件实现相对麻烦，硬件上的连线也给设计者带来了很大的不便，使用成本相对较高给用户带来了潜在的经济损失。
图 1.1 传统温度检测硬件框架
那么怎样解决上述的问题呢？将AD转换部分嵌入到MCU的内部已经成为目前的发展趋势。台湾凌阳公司开发的SPCE061A芯片内部就集成了AD转换功能，下面便主要介绍SPCE061A在温度采集、转换中的应用。
芯片特性简介：
主控芯片采用凌阳SPCE061A 单片机 它具有以下主要特性：
工作速度：0.32MHz~49.152MHz（2.6V~3.6V）；
2K字SRAM和32K字FLASH仅占一页存储空间；
32位可编程的多功能I/O端口；
两个16位定时器/计数器；
低电压复位/监测功能；
8通道10位模/数转换输入功能并内置自动增益控制功能的麦克风输入；
双通道10位DAC方式的音频输出功能；
指令系统提供具有较高运算速度的16位×16位的乘法运算指令和内积运算指令，为其应用增添了DSP功能；
UART，SIO功能；
内置有在线仿真接口。
系统总体方案介绍
借助于SPCE061A可将A/D转换结构简化。图 3.1中仅画出一路温度采集转换线路，其余的几路结构相同。
图 3.1 温度传感电路
系统硬件设计
如前所述SPCE061A内置8通道10位模-数转换器，其中7个通道用于将模拟量信号(例如电压信号)转换为数字量信号，这7个通道与7个I/O口(IOA0~IOA6)复用，每路采集的模拟信号可以通过引线直接从对应的端口输入；另外一个通道只用于语音输入，即麦克风输入通道(MIC_IN)。A/D的转换结果为10位数据，分辨率为1024位；在系统的频率为49MHz时，A/D的响应率为1536KHz，此时的A/D转换率为96KHz；另外此A/D转换具有精度高的特点。A/D转换的内部结构如图3所示：由数模转换器DAC0和逐次逼近寄存器SAR组成逐次逼近式模-数转换器。其中有几个寄存器控制A/D的转换过程：P_ADC_CTRl 用于转换的模式控制，P_ADC_MUX_Ctrl用于A/D的通道选择，P_ADC用于存储最后的A/D转换数值。
图 4.1 A/D转换原理图
在ADC自动方式被启用后，会产生出一个启动信号，即RDY=0。此时，DAC0的电压模拟量输出值与外部的电压模拟量输入值进行比较，以尽快找出外部电压模拟量的数字量输出值。逐次逼近式控制首先将SAR中数据的最高有效位试设为‘1’，而其它位则全设为‘0’，即10 0000 0000B。这时，DAC0输出电压VDAC0(1/2满量程)就会与输入电压Vin进行比较。如果Vin>VDAC0，则保持原先设置为‘1’的位(最高有效位)仍为‘1’；否则，该位会被清‘0’。接着，逐次逼近式控制又将下一位试设为‘1’，其余低位依旧设为‘0’，即110000 0000B，VDAC0与Vin进行比较的结果若Vin>VDAC0，则仍保持原先设置位的值，否则对该位清‘0’。这个逐次逼近的过程一直会延续到10位中的所有位都被测试之后，A/D转换的结果保存在SAR内。用户可以]通过P_ADC单元读取AD转换的结果。
系统软件设计
图 5.1
[注意] 通过模拟量输入口LINE_IN输入电压值，通过读取P_ADC_MUX_Data单元可以获得10位A/D转换的数据。而从该单元读取数据后，又会使RDY自动清’0’来重新开始进行A/D转换。若未读取P_ADC_MUX_Data单元中的数据RDY仍保持为’1’，则不会启动下一次的A/D转换。
[编程实例]
.include hardware.inc
.CODE
.public _main
_main:
r1=0xffff
[P_IOA_ATTRI]=r1 //IOA口设置为悬浮式输出口
r1=0x0000
[P_IOA_DIR]=r1 //IOA口设置方向为输入
[P_IOA_DATA]=r1 //初始化IOA的数据寄存器为0x0000
R1=0x0001 //选择通道LINE1为IOA0
[P_ADC_MUX_Ctrl]=R1
R1 = 0x0001
[P_ADC_Ctrl] = R1 //设置P_ADC_Ctrl单元，允许A/D转换
r2=0x0000 //r2的初值为0x0000
CONVERT_AD:
r1=[P_ADC_MUX_Ctrl] //读寄存器[P_ADC_MUX_Ctrl]的B15位判断是否转换完毕
test r1,0x8000
jz CONVERT_AD //否，继续转换
r1=[P_ADC_MUX_DATA] //是，则读出[P_ADC_MUX_DATA]转换结果同时触发A/D重新转换
JMP CONVERT_AD //跳转到_AD处
本文关键字：温度检测 凌阳单片机，单片机-工控设备 - 凌阳单片机
