1AD7656-1菊花链的多通道数据采集接口设计

资料来源 电子下载网 下载时间 2010-7-27 20:26:40 本文地址 http://3ujj.com/tongxin/yingyong/1/843.html AD7656-1菊花链的多通道数据采集接口设计 　　引 言 　　在变电站自动化系统中，常需要对多个三相电压电流信号进行数据采集和处理(如电能质量实时监控)，这时需要实现对多路信号的同时、快速的数据采集。美国模拟器件公司(ADD的AD7656-1是一款16位6通道的模／数转换芯片，内部含有6个独立的A／D转换器，可同时进行A／D转换，具有转换精度高、速度快、功耗低、输入模拟信号幅度大、信噪比高等优点，其突出特点是可通过多个AD7656-1级联形成菊花链实现多个通道同时进行数据采集，并通过一个或多个串口发送数据给主控处理器。以S3C2410A为主控处理器，多个AD7656-1组成菊花链实现多通道、高精度的ADC，在很大程度上可提高数据采集系统的信号采集和处理能力，具有较好的应用前景。 　　1 AD7656-1的特点 　　图1为AD7656-1的内部功能框图。其主要特性为： 　　6个独立的16位逐次逼近(SAR)型模数转换器。 　　可通过引脚或软件方式设定输入信号的电压范围(±10 V，±5 V)。 　　最高吞吐率为250 ksps。 　　宽带宽输入高信噪比：输入频率为10 kHz时的信噪比(SNR)为88 db。 　　带有片上2．5 V基准电压源和基准缓冲器。 　　低功耗，5 V供电时在250 kSPS下功耗仅为140 mW。 　　支持并行、串行及菊花链接口模式。 　　高速串行接口，兼容SPI／QSPI／MICROWIRE／DSP。 　　采用iCMOS制造工艺，64引脚的LQFP封装。 　　应用领域：输电线路监测系统、仪器仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 和控制系统、多轴定位系统。 　　2 AD7656-1菊花链工作原理及其配置 　　2．1 AD7656-1菊花链工作原理 　　AD7656-1有2种接口模式：串行接口模式和并行接口模式。在数据转换时，3个转换信号CONVSTA／B／C用来控制每对或每4个或每6个ADC同时采样。如果将3个CONVST引脚连接在一起接收同一个采样启动信号，就可使6个ADC同时进行采样，此时再将多个AD7656-1级联就可以形成菊花链，实现6N(N=2，3，…，8)个ADC通道同时采样，如图2所示。在CONVSTX的上升沿，ADC被置为保持模式，转换开始。CON-VSTX的上升沿过后，BUSY信号变为高电平表明转换正在进行，3μs后BUSY信号返回低电平表明转换结束。在BUSY信号的下降沿，ADC回到跟踪模式。数据可以通过1～3个串行接口从输出寄存器读出，并由主控处理器接收并存储。AD7656-1采用同步串行接口(SPI)发送数据时，每发送一个比特位数据就要花去一个单位的SCLK脉冲的时间，发送完6个通道的16位数据就要花去96个SCLK脉冲。菊花链中多个AD7656-1通过数据接力传递的方式把数据依次发送给主控处理器，通过采用多个串行接口发送数据可减少发送时间，提高菊花链的数据传递效率。AD7656-1串行数据输出接口及其对应的通道数据关系和发送所需的SCLK脉冲个数关系如表1所列。 　　2．2 AD7656-1菊花链的配置 　　AD7656-1要工作在菊花链方式，其数据输出必须设置为串口模式，且在串口模式下，AD7656-1必须配置成硬件模式。所谓的硬件模式是通过对器件引脚的固定连接，确定AD7656-1 芯片唯一的工作方式，此时AD7656－1也不能配置成软件工作模式了。AD7656－1菊花链配置的主要原则如下： 　　①在多片级联的AD76561中，位于级联最远端的芯片不能配置为菊花链工作模式，即其DCEN引脚置低电平(数字地)；但其下流数据链的每片AD7656-1必须配置为菊花链工作模式，即DCEN引脚都要置逻辑高电平(VDRIVE)。 　　②SEL A、SEL B、SEL C对应使能DOUT A、DOUT B、DOUT C串口输出口。要选用DOUT X串行输出口，就置对应的SEL X为逻辑高电平，其余不用的SEL引脚必须置逻辑低电平。图3(a)、(b)、(c)为1～3个串行输出口的引脚配置。(图中“NC”表示未连接) 　　③菊花链中的每片AD7656-1的串行数据输入／输出(DCIN X／DOUT X)必须遵循同一配置，即有几个DCIN输入就有几个DOUT输出。 　　④菊花链中的每块AD7656-1的CONVST X(X=A、B、C)都要接主控处理器发送来的CONVERT信号，即配置为每块AD7656-1的V1～V6通道同时采样。 　　3 AD7656-1菊花链与S3C2410A接口设计 　　3．1 硬件电路设计 　　采用2片 AD7656-1配置成菊花链，可实现12通道同时采样，数据通过DOUT A口输出，S3C2410A用同步串行接口0(SPIO)接收数据，如图4所示。S3C2410A的GPEll引脚实现片上同步串行接口SPlO的 MISO功能，GPEl3(SCK)引脚实现SPIO接口的同步时钟输出，GPFO引脚配置为中断EINTO输入并与AD7656-1(1)的BUSY脚相连；GPBO设置为PWM输出，GPG9引脚没置为通用输出口，分别作为AD7656-1(1)和AD7656-1(2)的CONVST和CS的控制信号输入。AD7656-1连接外围电路时，必须对关键引脚进行必要的设置：AD7656-1(1)、AD7656-l(2)的DVCC、AVCC、 VDRIVE、REFIN／OUT和VSS引脚须并联一个1 μF的去耦电容；为了与S3C2410A的3．3 V的接口匹配，VDRIVE接+3 V电源；STBY接VDRIVE，选择正常模式；RANGE接地表示选择输入范围±10V；H／s接数字地选择为硬件配置；SER／PAR接 VDRIVE，RD接数字地，选择为串行模式。AD7656-1(1)的DCEN接VDRIVE，配置为菊花链模式，且SEL A接VDRIVE，SEL B、C，DCIN A、B、C接数字地；AD7656-1(2)的DCEN接数字地，配置为非菊花链模式，且SEL A接VDRIVE，SEL B、C，DCIN B、C接数字地。具体配置如图5所示。 　　3．2 数据采集传输 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 　　通过定时器中断来控制信号的采样间隔，设定S3C2410A的定时器0作为采样定时器，并设置其工作于PWM方式，定时器0的PWM输出TOUTO作为AD7656-1的模数转换控制信号CON-VST的输入，引脚GPFO (EINTO)设置为下降沿触发。A／D采样操作时序如图6所示。当采样定时器中断发生，TOUTO(引脚GPBO)输出高电平，发送CONVST信号给菊花链上的每个AD7656-1开始模数转换。3μs后12个通道的数据全部转换完，BUSY信号从高电平向低电平转换，触发EINTO中断，开始数据传送；GPG9输出低电平给AD7656-1(1)和AD7656-1(2)的CS引脚，同时S3C2410A的SPI通道0开始读数据。读完12个通道的转换结果后，GPG9恢复高电平输出，TOUTO输出低电平，完成一次采样。等待下一个采样定时器中断发生，进行下一个采样。可通过设定定时器0的内部寄存器TC-MPBO的值来控制TOUTO输出高电平的宽度TPH。 　　AD7656-1通过DOUT A发送采集到的数据给S3C2410A，其发送时序如图7所示。当BUSY从高电平返回低电平时表示转换结束，触发外部中断，EINTO， 通知 关于发布提成方案的通知关于xx通知关于成立公司筹建组的通知关于红头文件的使用公开通知关于计发全勤奖的通知 S3C2410A启动SPI接收数据，CS信号变为低电平开始串行传输。在整个传输过程中，CS一直维持低电平，直到传输完为止。 　　3．3 软件设计 　　在对三相交流电进行数据采集过程中，每个周期要求采样256点，即20 ms采样256点，也就是每78．125μs采样一次。S3C241OA定时器O每78．125μs发生一次定时中断，启动A／D转换。12个通道的数据全部转换完后，BUSY信号变低触发外部中断0，通知S3C2410A读取数据。S3C2410A输出片选信号CS给AD7656-1，并通过SPIO开始读取转换结果。SPIO配置为主入从出(MISO)和MDA接收模式，因其只接收数据，故需同时发送哑元“OxFF”。把12路数据读完，退出中断，等待定时器下一次定时到，启动下一次转换。待256点数据转换完之后，暂停定时计数，进行数据处理。完成后再次启动定时，完成下一个周期的256点采集，流程如图8(a)所示。其包括两个中断子程序：采样定时器中断子程序，用于启动采样信号CONVST并给外部中断0置位，允许响应BUSY下降沿触发中断，如图8(b)所示；外部中断0(EINTO)子程序，用于启动SPIO接收数据，如图8(c)所示。 　　4 结 论 　　本文介绍了16位模数转换芯片AD7656-1的菊花链工作原理，设计了基于AD7656-1菊花链与S3C2410A数据采集接口，可实现12通道、高精度的ADC。SPI串行传输具有占用微处理器I／O资源少，硬件连接简单等特点。当菊花链中AD7656-1芯片数量较多时，为了提高数据传输效率并满足实时性要求，可以采用2个或3个串行口传输数据。主控处理器也可以采用DSP芯片，同样能实现菊花链。本设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 可广泛应用于电力系统电能质量监控、变电站保护测控IED等嵌入式系统。 推荐阅读：(按住 Ctrl 鼠标左键点击标题可以打开详细 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 ) 1、IC检测方法 2、什么是遥感技术 3、什么是无线网址 4、制冷设备维修技巧 5、什么是色温 6、手机RF设计问答 7、微波简史 8、微波小知识 9、卫星导航知识 10、卫星与遥感技术