GMS97C2051单片机驱动的串行A/D转换模块设计

"本文档详细介绍了如何使用GMS97C2051单片机与TLC2543 12位串行A/D转换器构建一个串行数据采集和传输模块。该模块适用于微机测控系统中的小规模数据采集，具有低功耗、高精度、高可靠性和简单接口的特点。" 在微电子和自动化领域，单片机常常用于数据采集和处理。本文档中的设计实例以GMS97C2051单片机作为核心，它是一款与MCS-51系列兼容的8位单片机，具有较高的性价比，可以直接替代AT89C2051。GMS97C2051的指令集与MCS-51兼容，使得开发工作更为便捷。 TLC2543是一款由TI公司制造的12位串行A/D转换器，它使用开关电容逐次逼近技术进行转换，适用于节省I/O资源的应用场景。TLC2543具备以下关键特性： 1. 提供12位的分辨率，确保了较高的转换精度。 2. 快速转换时间，仅为10μs，在全工作温度范围内保持稳定。 3. 拥有11个模拟输入通道，可用于连接多个传感器。 4. 内置3种自测试模式，便于设备校准和故障检测。 5. 最大采样率为66kbps，满足实时数据采集需求。 6. 线性误差小于+1LSB，保证了转换的准确性。 7. 转换结束（EOC）输出信号，指示转换完成。 8. 支持单、双极性输出，适应不同类型的信号。 9. 用户可编程的MSB或LSB前导，适应不同的数据格式。 10. 可编程的输出数据长度，提供灵活性。 在硬件设计中，TLC2543的各个引脚如图1所示，包括模拟输入端、片选端、数据输入/输出端、转换结束信号、I/O时钟、基准电压端以及电源和接地端。这些引脚与GMS97C2051的相应接口相连，通过单片机控制A/D转换器进行采样，并通过串行接口将数据发送至上位机（如IBM PC兼容机）的串口COM1或COM2。 软件方面，文章提供了主要的源程序，用于控制GMS97C2051与TLC2543之间的通信，实现数据的采集和传输。这个串行数据采集和传输模块在实际应用中表现出低功耗、高精度、高可靠性的优点，特别适合于模拟量较少或者信号变化缓慢的环境，如温度、压力监测等场合。通过简化硬件接口，降低了系统复杂度，提高了系统的经济性。 这个设计为微机测控系统提供了一种有效且经济的数据采集解决方案，尤其适合那些不需大规模并行数据处理，但要求高精度和实时性的应用。通过GMS97C2051与TLC2543的组合，开发者可以构建出一个高效、灵活且成本效益高的数据采集系统。