1引言

TLC2543是TI公司的12位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程。由于是串行输入结构，能够节省51系列单片机I/O资源；且价格适中，分辨率较高，因此在仪器仪表中有较为广泛的应用。

2TLC2543的特点

（1）12位分辩率A/D转换器；

（2）在工作温度范围内10μs转换时间；

（3）11个模拟输入通道；

（4）3路内置自测试方式；

（5）采样率为66kbps； （6）线性误差±1LSBmax；

（7）有转换结束输出EOC；

（8）具有单、双极性输出；

（9）可编程的MSB或LSB前导；

（10）可编程输出数据长度。

3TLC2543的引脚排列及说明

TLC2543有两种封装形式：DB、DW或N封装以及FN封装，这两种封装的引脚排列如图1，引脚说明见表1。

图1TLC2543的封装

表1TLC2543引脚说明

4接口时序

可以用四种传输方法使TLC2543得到全12位分辩率，每次转换和数据传递可以使用12或16个时钟周期。

一个片选（）脉冲要插到每次转换的开始处，或是在转换时序的开始处变化一次后保持为低，直到时序结束。

图2显示每次转换和数据传递使用16个时钟周期和在每次传递周期之间插入的时序，图3显示每次转换和数据传递使用16个时钟周期，仅在每次转换序列开始处插入一次时序。

图216时钟传送时序图（使用，MSB在前）

图316时钟传送时序图（不使用，MSB在前）

5TLC2543在智能仪器仪表中的应用

TLC2543是12位分辩率，与MAX186在功能上基本相同，但价格比MAX186低得多，因此TLC2543在便携式数据记录仪、医用仪器、电力检测仪表中具有广泛的应用。下面主要讲述TLC2543在电力监控显示屏中的应用。

在电厂和变电站中，电网中的电压和电流由于多种原因常常处于波动状态，为了给工作人员提供有效数据，并在超值范围内采取有效措施，监测电网中电压和电流值是非常必要的。该系统主要是采用TLC2543作A/D转换器，把电压和电流值转换成数字信号，GMS90C32作CPU，进行数字信号处理，PS7219作LED显示驱动器，把监测的电压和电流值显示出来，本文主要介绍TLC2543在电力监控显示屏中与单片机GMS90C32的接口部分，包括硬件和软件两部分。

5.1硬件

GMS90C××和GMS97C××系列是LGS公司的51系列单片机，这类单片机都不带SPI或相同的接口能力，为了和TLC2543模数转换器接口，需要用软件来模拟SPI的时序操作。图4是TLC2543和GMS90C××或GMS97C××的接口简图，TLC2543的I/O时钟、数据输入、片选由并行双向I/O口1的引脚P1.0、P1.1、P1.3提供。TLC2543的转换结果数据通过口1的P1.2脚接收，通道选择和方式数据通过口3输入到微控制器。

图4TLC2543和GMS90C32接口

在设计制作时要注意如下三个问题：

（1）电源去耦

当使用TLC2543这种12位A/D器件时，每个模拟IC的电源端必须用一个0.1μF的陶瓷电容连接到地，用作去耦电容。在噪声影响较大的环境中，建议每个电源和陶瓷电容端并一个10μF的钽电容，这样能够减小噪声的影响。

（2）接地

对模拟器件和数字器件，电源的地线回路必须分开，以防止数字部分的噪声电流通过模拟地回路引入，产生噪声电压，从而对模拟信号产生干扰。所有的地线回路都有一定的阻抗，因此地线要尽可能宽或用地线平面，以减小阻抗，连线应当尽可能短，如果使用开关电源，则开关电源要远离模拟器件。

（3）电路板布线

使用TLC2543时一定要注意电路板的布线，电路板的布线要确保数字信号和模拟信号隔开，模拟线和数字线特别是时钟信号线不能互相平行，也不能在TLC2543芯片下面布数字信号线。

5.2软件

包括主程序和两个子程序“SET1”、“SET2”。主程序定义口1的I/O引脚方向：P1.2设置为输入端，P1.0、P1.1和P1.3设置为输出端。设定P1.3使TLC2543片选端为高，“SET1”被调用，这个子程序模拟SPI操作，在TLC2543和微控制器间交换数据。检测最低位前导（LSBF）标志，即通道选择/方式数据字节的位1，以决定转换结果的哪个字节最先传送，子程序“SET2”用于映射相应于所选择的特定通道的MSBYTE和LSBYTE到偶数或奇数的RAM地址。

程序清单如下：

ORG2000H BEGIN： MOVSP，#50H ；设置堆栈指针 MOVP1，#04H ；定义口1的输入和输出 CLRP1.0 ；清I/O时钟 SETBP1.3

；设置片选

为高 MOVA，#0FFH ACALLSET1 ；调SET1子程序 ACALLSET2 ；调SET2子程序 JMPBEGIN ；转到BEGIN SET1： MOVR4，P3 ；读方式/通道数据 MOVA，R4 CLRP1.3 ；设置片选为低 JBACC.1，LSB ；如果A的位1为1，则先传送低字节 MSB： MOVR5，#08H ；设置高4位计数器 LOP1： MOVC，P1.2 ；读转换结果 RLC A ；A寄存器的内容左移 MOVP1.1，C ；输出方式/通道字节 SETBP1.0 ；设置I/O时钟为高 CLR P1.0 ；设置I/O时钟为低 DJNZR5，LOP1 ；不为0则返回LOP1 MOVR2，A ；把高字节放到R2 MOVA，R4 ；把方式/通道控制字放到R2 JBACC.1，RETURN LSB： MOVR5，#08H ；设置低字节计数器 LOP2： MOVC，P1.2 ；读转换数据到C RLC A ；A的内容到C MOVP1.1，C ；输出方式/通道字节 SETBP1.0 ；设置时钟为高 CLRP1.0 ；设置时钟为低 DJNZR5，LOP2 ；R5不为0，则返回LOP2 MOVR3，A ；把低字节反放到R3 MOVA，R4 ；把方式/通道控制字放到R3 JBACC.1，MSB ；如果R4的位1为1，则传送高字节 RETURN： RET SET2： MOVA，R4 ；读方式/通道控制字 ANLA，#0F0H ；保留通道控制字 SWAPA ；A寄存器中的高4和低4位交换 MOVB，#02H MULA，B ；A和B相乘 ADDA，#030H ；A的内容再加30H MOVR1，A MOVA，R2 MOV@R1，A ；把高字节的内容放到对应地址中 INC R1 MOVA，R3 MOV@R1，A ；把低字节的内容放到对应地址中 RET END

参考文献

1TI模数/数模转换器数据手册（第一册）.武汉力源电子股份有限公司,1998/04