煤气报警器的毕业论文设计
（8）在工作温度范围内10us转换时间； （9）可编程的MSB或LSB前导； （10）线性误差±1LSBmax；
TLC2543引脚介绍如图2.2所示。
图2.11 TLC2543引脚
TLC2543引脚说明：
引脚号 名称 I/O 说明 模拟量输入端。11路输入信号由内部多路器选1～9,11,12 AIN0～AIN10 I 通。对于4.1MHz的I/OCLOCK，驱动源阻抗必须小于或等于50Ω，而且用60pF电容来限制模拟输入电压的斜率 片选端。在/CS端由高变低时，内部计数器复15 /CS I 位。由低变高时，在设定时间内禁DATAINPUT和I/O CLOCK 串行数据输入端。由4位的串行地址输入来选择模拟量输入通道 A/D转换结果的三态串行输出端。为高时处于高阻抗状态，/CS为低时处于激活状态 17 DATAINPUT I 16 DATA OUT O 26
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转换结束端。在最后的I/OCLOCK下降沿之后，19 EOC O EOC从高电平变为低电平并保持到转换完成和数据准备传输为止 地。GND是内部电路的地回路端。除另有说明外，所有电压测量都相对GND而言 输入/输出时钟端。I/OCLOCK接收串行输入信号并完成以下四个功能：（1）在I/O CLOCK的前8个上升沿，8位输入数据存入输入数据寄存器。（2）在I/OCLOCK的第4个下降沿，被选通的模拟输入电压开始向电容器18 I/O CLOCK I 充电，直到I/OCLOCK的最后一个下降沿为止。（3）将前一次转换数据的其余11位输出到DATA OUT端，在I/OCLOCK的下降沿时数据开始变化。（4）I/OCLOCK的最后一个下降沿，将转换的控制信号传送到内部状态控制位 正基准电压端。基准电压的正端（通常为Vcc）14 REF+ I 被加到REF+，最大的输入电压范围由加于本端与REF-端的电压差决定 负基准电压端。基准电压的低端（通常为地）被加到REF- 电源 10 GND 13 REF- I 20 Vcc TLC2543的工作过程分为两个周期与接口时序，分别为：I/O周期、转换周期和接口时序。
1、I/O周期
I/O周期由外部提供的I/O CLOCK定义,延续8、12或16个时钟周期,决定于选定的输出数据长度。器件进入I/O周期后同时进行两种操作。
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在I/O CLOCK的前8个脉冲的上升沿,以MSB前导方式从串行数据输入端输入8位数据流到输入寄存器。其中前4位为模拟通道地址,控制14通道模拟多路器从三个内部测电压和11个模拟输入中选通一路送到采样保持电路,该电路从第4个输入/输出时钟脉冲的下降沿开始对所选信号进行采样,直到最后一个输入/输出时钟脉冲的下降沿。I/O周期的时钟脉冲个数与输出数据长度，同时由输入数据的D3、D2位选择为8、12或16。当工作于12或16位时,在前8个时钟脉冲之后,DATA INPUT无效。
在DATA OUT端串行输出8、12或16位数据。当CS保持为低时,第一个数据出现在EOC的上升沿。若转换由片选控制,则第一个输出数据发生在CS的下降沿。这个数据串是前一次转换的结果,在第一个输出数据位之后的每个后续位均由后续的I/O时钟下降沿输出。
2、转换周期.
在I/O周期的最后一个输入/输出时钟下降沿之后,EOC变低,采样值保持不变,转换周期开始,片内转换器对采样值进行逐次逼近式A/D转换,其工作由与输入/输出时钟同步的内部时钟控制。转换完成后EOC变高,转换结果锁存在输出数据寄存器中,待下一个I/O周期输出。I/O周期和转换周期交替进行,从而可减小外部的数字噪声对转换精度的影响。
3、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。
根据芯片的规范和要求，本设计中89S52的P2.0接上TLC2543的I/O CLK用于在SPI通信中做模拟CLOCK用。TLC2543的CS接在P2.3脚，作为片选使用。P2.1和P2.2分别接上输入ADIN和输出DOUT引脚。Vcc借+5v电源，GND接地，各路模拟接通道接数据处理后的信号。而REF+接+5v基准电压，REF-因传感器不同，则有可能接GND也可以接+1v基准电压。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。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，
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从而对模拟信号产生干扰。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总体设计如图2.10所示：
图2.12 TLC2543的总体设计
而在基准电压方面，为了适应不同传感器的要求，利用LM336-5.0经过电阻调节和分压，得到+5v和+1v的基准电压，如图2.10所示。这样可以灵活的处理各方面的数据而且可以达到基准电压的稳定性，不会收到电源电压的干扰。
2.27 放大器的选择
生产与设计中在许多需要用A/D转换和数字采集的单片机系统中，大多数情况下，传感器输出的模拟信号都很微弱，从而必须通过一个模拟放大器对其进行一定倍数的放大，才能满足A/D转换器对输入信号电平的要求，在这样的情况下，就必须选择一种符合要求的放大器。本设计中涉及到多个传感器，而且每个传感器的输出信号不一，有些是输出电压信号，有些是输出电流信号，所以本设计中采用不同的方法作为信号处理。
本设计采用的是LM358放大器，仅需高精度LM358和几只电阻器，即可构成性能优越的仪表用放大器。广泛应用于工业自动控制、仪器仪表、电气测量等数字采集的系统
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中。本设计中差动放大电路结构图如下：
图2.13 LM358引脚
LM358内部包括有两个内部频率补偿、独立的、高增益的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，同时也适用于双电源工作模式。使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
Vi1 A1 R8 I R8 Vo ∞
Vi R7 ∞ A2 Vi2 图2.14 差动放大器结构图
推导过程： I=
Vi1?Vi2 R72R8)Vi，则 R7Vo=(R8+R7+R8)I = (1+
2R8Avf=1+
R7
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