A/D转换器ADμC812使用问题分析

　　A/D转换器的使用问题

　　ADμC812内集成的ADC转换模块，包含了8通道、12位、单电源A/D转换器，这些A/D转换器是由基于电容DAC的常规逐次逼近转换器组成的,接收的模拟输入范围为0至+VREF(+2.5V)。另外，此模块还为用户提供片内基准、校准特性，模块内的所有部件能方便地通过3个寄存器SFR接口来设置。总之，ADμC812的ADC模块具有与一般ADC芯片相比拟的性能，并且操作简单、可靠性高，采集速率可高达200kHz。

　　(1) 基准电压

　　A/D转换器的2.5V基准电压既可由片内提供，也可由外部基准经VREF引脚驱动。若使用内部基准，则在VREF和CREF引脚与AGND之间都应当连接100nF电容以便去耦。这些去耦电容应放在紧靠VREF和CREF引脚处。为了达到规定的性能，建议在使用外部基准时，该基准应当在2.3V和模拟电源AVDD之间。

　　由于片内基准高精度、低漂移且经工厂校准，并且当ADC或DAC使能时，在VREF引脚会出现此基准电压。因此，在进行系统扩展时，可将片内基准作为一个2.5V的参考电源来使用。若要把片内基准用到微转换器之内，则应在VREF引脚上加以缓冲并应在此引脚与AGND之间连接100nF电容。

　　在实际应用中应当特别注意，内部VREF将保持掉电直到ADC或DAC外围设备模块之一被它们各自的使能位上电为止。

　　(2) 模拟输入

　　与其他ADC芯片相比，ADμC812的ADC模块有一个缺点，就是ADC正常工作的模拟输入范围为0～+2.5V;而允许输入的电压范围只能为正电压(0～+5V)。经实验证明，若输入的模拟电压超过+2.5V(最大值为+5V)，ADC的采样结果为最大值(0FFFH)，虽然结果不对，但并没有影响ADμC812正常工作;但是，一旦输入负的模拟电压，则会影响ADμC812正常工作，表现为ADC的基准电压(VREF=+2.5V)消失和采样结果不正确，且若长时间输入负电压，将有可能损坏芯片。因此，在实际应用中，若发现启动ADC之后VREF端无电压，则应立即将芯片复位，并检查模拟输入信号的采集放大部分。在确保进入ADμC812的模拟信号在0～+2.5V范围内之后，才能再次启动ADC。实际应用时，应保证输入的模拟电压为正电平。

　　并行I/O端口的使用问题

　　与其他单片机一样，ADμC812也有4个通用数据端口(P0~P3)与外部器件交换数据，且除了用作通用I/O之外，某些端口还能实现外部存储器操作。另有一些端口则与器件上外围设备其他功能多路复用。

　　(1)P1口

　　值得注意的是，在ADμC812中端口0、2和3是双向端口，而端口1是只输入端口。在图中可以看到在P1口的电路中包括了位锁存器和输入缓冲器，但没有输出驱动器，因而P1口只能被配置为数字输入或模拟输入，不能用于输出。

　　当P1口用作模拟输入时，它对应于ADμC812内8通道模数转换的输入端口ADC0~ADC7。若在实际使用中，不须将8个通道ADC都用上，可将剩余的P1口引脚设置为数字输入，但此时须注意，它与标准的8051单片机用作数字输入的通用I/O口不同，认为高电平有效。因此，P1口用作数字输入时，在检测是否有输入信号之前，须将0写至对应端口，然后再判断。这就要求系统在设计时，应将用作数字输入的P1口外加1个下拉电阻，一般为几kΩ。

　　

 

　　图P1口位锁存器与输入缓冲

　　(2) P2口

　　如前所述，ADμC812的P2口也是双向端口，包含输入缓冲器、输出锁存器和输出驱动器。通过与P2口相应的端口SFR，可将P2口的各端口引脚独立地配置为数字输入或数字输出，以及对它们进行读、写访问。这些与一般单片机P2口作通用I/O口的用法相同。

　　但当ADμC812接有外部数据存储器时，P2口不仅要用于输出中8位地址(A8~A15)，还要用于输出高8位地址(A16~A23)，此用法类似于P0口。不同的是，P0口是数据和地址总线复用，而P2口是中位、高位字节地址总线复用。因此，P2口在用于外扩大容量数据存储器时，也应通过一个锁存器将高位字节地址锁存，如图4所示。

　　

 

　　图 P2口地址锁存

　　外部寻址问题

　　与其他单片机不同，ADμC812具有24根地址线。它可寻址的外部数据存储器空间为16MB，此超大容量的存储空间可满足众多应用领域的需求。由于外部数据存储器空间高达16MB，只用DPTR作间址寄存器是不够的。因此，ADμC812的数据指针是由3个8位寄存器来组成，分别是DPP(页字节寄存器)、DPH(高位字节寄存器)和DPL(低位字节寄存器)，在进行内部和外部代码访问或外部数据访问时，由它们来提供存储器地址。与其他单片机一样，DPTR仍然是由DPH和DPL两个寄存器来构成，且用法相同;而DPP是用于传送A23~A16最高8位地址的寄存器，这相当于若将外部数据寄存器每64KB划分为1页，则不同的DPP值将对应于不同的页，因此取名为页寄存器。

　　SPI串口对P3口的影响

　　为便于MCU与各种外围设备进行通信，ADμC812提供了三种串行I/O端口：UART接口、I2C兼容的串行接口和串行外设接口(SPI)。其中，SPI接口是工业标准的同步串行接口，它允许MCU与各种外围设备以串行方式(8位数据同时同步地被发送和接收)进行通信。由于只须使用4条线就可与多种标准外围器件直接接口，因此，SPI接口在串口通信方面有着广泛的应用。

　　然而，我们在使用ADμC812的SPI串口进行通信时，发现它与其他芯片(具有SPI串口功能)不同，此SPI串口的使能会对P3口产生影响，其现象表现为：无论P3口实际输入电平为何值，P3口的内部锁存器都认定为高电平，从而程序中的JB或JNB等判断转移指令将失去作用。这说明，SPI串口使能将使P3口只能作为输出口来使用。因此，在同时使用SPI串口和P3口作输入口时，为避免错误发生，必须在每次P3口检测输入信号之前都将SPI串口禁止。