问:我现在需要安装节省空间的数据转换器,认为串行式转换器比较适合。为了选择 和使用这种转换器,请问我需要了解些什么?
答:首先我们看一下串行接口的工作原理,然后再将它与并行接口相比较,从而可以消 除对串行接口数据转换的神秘感。
图101示出了一种8通道多路转换12位串行式模数转换器(ADC) AD7890与一种带串行接 口的 数字信号处理器(DSP) ADSP2105接线图。图中还示出了使用DSP与ADC通信的时序图。通过 一根线以串行数据流的形式传输12位转换结果。串行数据流还包括3位地址,用来表示AD789 0当前被选中的多路转换器中的输入通道。为了区分不同组的数据串行位流,必须提供时钟 信 号(SCLK),通常由DSP提供。有时ADC作为输出信号提供这种时钟信号。DSP通常(但不总是) 提供一个附加的成帧脉冲,它要么在通信开始第一个周期有效,要么在通信期间(例如TFS/R FS)有效。
图101 串行式ADC与DSP之间的接线图
在这个实例中,利用DSP的串行端口来设置ADC内部5位寄存器。这个寄存器的位控功能包 括:选择通道、设定ADC处于电源休眠方式和起动转换。显然,这种情况下串行接口必 须双向工作。
从另一方面来说,并行式ADC的数据总线直接(或可能通过缓冲器)与带接口的处理器的 数 据总线相连。图102示出了并行式ADC AD7892与ADSP2101的接线图。当AD7892完成一次 转换后,中断该
图102 并行式ADC AD7892与ADSP2001接线图
DSP,DSP响应后,按照ADC的译码内存地址读一次数据。串行式数据转换器与并行式数据转换器之间的重要差别在于需要的连接线数。从节省 空间的角度来看, 串行式数据转换器有明显的优点。因为它减少了器件的引脚数目,从而有可能做成8脚DIP或 SO封装的12位串行式ADC或DAC。更重要的是它节省了印制线路板的空间, 因为串行接口只需连接几根线条。


楼主
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回复于 2018-07-30
11#
问:我想在ADC与微处理器之间用光隔离器设计一个串行接口。当我使用这些器件时,应 该知道些什么?
答:为了构造一个简单而又经济的高压隔离器可以使用光隔离器(又称光耦合器)。在数 据转换器与微处理器之间电流隔离作用的经验还表明模拟系统的地与数字系统的地不必再连 接起来。正如图10.11所示,精密ADC AD7714 与通用的微控制68HC11之间的
隔离串行接口只用3个光隔离器便可实现。
图1011 ADC与微处理器之间的隔离串行接口
设计者应该知道,光隔离器的上升时间和下降时间非常慢。它与CMOS数据转换器一起使 用会出现问题,即使在串行通信时以低速运行也是如此。CMOS逻辑输入端设计成用规定的逻辑“0”或逻辑“1”来驱动。在这种状态下,输入端 提供和吸收很少量的电流。然而,当输入电压处于逻辑“0”与逻辑 “1”之间的变迁状态时(08V到20 V)逻辑门消耗的电流数量将要增加。如果所用的光隔离器的上升时间和下降时间相当慢,那 么绝大部分时间都浪费在“死区”,从而产生逻辑门的自热。这种自热导致逻辑 门的阈值电压向上漂移,从而导致转换器将一个时钟脉冲看作多个时钟脉冲。为 了防止这种阈值抖动,应该使用施密特触发器来缓冲来自光隔离器的信号线,以便将快速、 陡沿的时钟信号传送给数据转换器。
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