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24位AD转换器接口的设计与实现
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1 24 位 AD 转换器接口的设计与实现 上海上电电力运营有限公司,金枫 摘 要:ADS1255 是美国 TI 公司生产的 24 位高精度 A/D 转换芯片。这种芯片非常适用于信号较弱、动态范围大、干 扰严重的测量系统。本文主要介绍了新华龙单片机 C8051F320 的 SPI 与 ADS1255 的接口设计与实现,对设计中所涉及到 的各个模块进行了详细的描述,并在此基础上使用 Protel DXP 软件画出了电路原理图,编写了测试程序。测试结果表明, ADS1255 与单片机实现成功对接,并且得到高达 20 位的稳定转换码。 关键字:A/D 转换;SPI 总线;ADS1255;C8051F320 1 引言 1.1 选题背景 为了促进可持续发展、建立资源节约型和环境友好型社会,我国将节能减排作为长期坚持的重要方针。 作为国民经济的基础产业,电力工业在我国能源消耗中占很大比例,坚持节能减排尤为重要。优化电厂控制 过程是实现节能减排的重要技术途径之一。电厂工业控制中存在着很多大滞后、大延时系统,例如气温变化、 压力变化、化学分析等,这些系统控制过程中参数的微弱变化可能就代表着被控量的很大差异。提高参数测 量精度与速度,就可以缩短预估时间,优化控制,提高控制系统效率,实现节能减排。 因此,研制开发可靠性高、抗干扰能力强、高精度的检测装置对提高电厂自动化控制效率,消除安全隐 患具有重大的意义。近年来,以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长,也极大地推动了测试 测量仪器和设备的快速发展。电子测量仪器行业近几年迅速向数字化、智能化方向发展。科学技术的发展特 别是新型集成芯片的微型化、高性能化给高精度数据采集技术带来了变革性的影响,它们在高精度数据采集 的准确性、快速性、可靠性和抗干扰等方面发挥了明显的作用。各种先进的测量方法与测量装置被引入电厂 运行参数的测量当中,但大部分都是针对测量原理、传感器误差等方面进行的改进,很少有人研究数据采集 与处理部分对电厂参数测量的影响。 本课题作为上海市科学技术委员会重点项目“电厂测控系统和电网优化运行的关键技术研究”内容中的 一部分正是在这一背景下提出来的。 1.2 本文主要研究方向 数据采集是获取信息的主要手段,数据采集技术是信息科学的主要组成部分,它是以传感器技术、信号检 测与处理、 电子电路学、 计算机控制技术等方面技术为基础而形成的一个综合应用技术学科,目前各种各样的 数据采集系统已得到广泛应用, 新型数据采集系统仍不断涌现。并且随着科学技术的发展, 尤其是计算机技 术的发展与普及, 数据采集技术将有更为广阔的发展前景。 数据采集和处理系统一般都是基于单片机的, 主要是实时采集外界非电量参数,也可以直接采集代表某些 状态特性的开关量。单片机系统对采集到的这些信号进行数据处理,并根据用户的要求,将处理后的数据送到 显示设备进行显示,也可通过串行口送给其它计算机,或者通过数/模转换器变换成模拟信号控制外部设备,输 出的开关量也可直接用于控制目的。 本课题涉及的正是数据采集与处理系统中必不可少部分,即 AD 转换器与单片机的接口设计。

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