TCL2543

一、引脚：TLC2543为20脚DIP封装，引脚图如下图所示。TLC2543具有4线制串行接口，分别为片选端(CS)，串行时钟输入端(I/OCLOCK)，串行数据输入端(DATAIN)和串行数据输出端(DATAOUT)。它可以直接与SPI器件进行连接，不需要其他外部逻辑。同时，它还在高达4MHz的串行速率下与主机进行通信。TLC2543除了具有高速的转换速度外，片内还集成了14路多路开关。其中n路为外部模拟量输入，3路为片内自测电压输入。在转换结束后，EOC引脚变为高电平，转换过程中由片内时钟系统提供时钟，无需外部时钟。在AD转换器空闲期间，可以通过编程方式进入断电模式，此时器件耗电只有25pA。二、控制字：TLC2543的工作过程如下：首先在8、12或16时钟周期里向片内控制寄存器写入8位的控制字，控制字中的2位决定时钟长度，在最后一个时钟周期的下降沿启动AD转换过程，经过一段转换时间，在随后的8、12或16个时钟周期里，从DATAOUT脚读出数据。控制字的定义见下表：控制字的前四位(D7-D4)代表11个模拟通道的地址；当其为1100-1110时，选择片内检测电压；当其为1111时，为软件选择的断电模式，此时，AD转换器的工作电流只有25uA.控制字的第3位和第4位(D3一D2)决定输出数据的长度，01表示输出数据长度为8位；11表示输出数据长度为16位；X1表示输出数据长度为12位，X可以为1或0。控制字的第2位(D1)决定输出数据的格式，0表示高位在前，1表示低位在前。控制字的第1位(D0)决定转换结果输出的格式。当其为0时，为无极性输出(无符号二进制数)，即模拟电压为Vnef+，时，转换的结果为0FFFH；模拟电压为Vnef-时，转换的结果为0000H。当其为1时，为有极性输出(有符号二进制数)，即模拟电压高于(Vnef+-Vnef-)/2时符号位为0；模拟电压低于(Vnef+-Vnef-)/2时符号位为1；模拟电压为Vnef+时，转换的结果为03FFH；模拟电压为Vnef-时，转换的结果为0800H。模拟电压为(Vnef+-Vnef-)/2时，转换的结果为0000H。三、工作时序：以MSB为前导，用CS进行12个时钟传送的工作时序如下图所示。1.上电时，EOC=“1”，CS=“1”2.使CS下降，前次转换结果的MSB即A11位数据输出到Dout供读数。3.将输入控制字的MSB位即C7送到Din，在CS之后tsu=1.425us后，使CLK上升，将Din上的数据移入输入寄存器。4.CLK下降，转换结果的A10位输出到Dout供读数。5.在第4个CLK下降时，由前4个CLK上升沿移入寄存器的四位通道地址被译码，相应模入通道接通，其模入电压开始时对内部开关电容充电。6.第8个CLK上升时，将Din脚的输入控制字C0位移入输入寄存器后，Din脚即无效。7.第11个CLK下降，上次AD结果的最低位A0输出到Dout供读数。至此，I/O数据已全部完成，但为实现12位同步，仍用第12个CLK脉冲，且在其第12个CLK下降时，模入通道断开，EOC下降，本周期设置的AD转换开始，此时使CS上升。8.经过时间tconv=10us,转换完毕，EOC上升。9.使CS下降，转换结果的MSB位B11输出到Dout供读数。10.将新周期的输入控制字的MSB位D7送到Din，在CS下降之处，tSU时间处由CLK上升将Din数据移入输入寄存器。11.CLK下降，将AD结果的B10位输出到Dout。上电时，第一周期读取的Dout数据无效，应舍去串行AD转换器TLC2543中文资料TLC2543是TI公司的12位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程。由于是串行输入结构，能够节省51系列单片机I/O资源；且价格适中，分辨率较高，因此在仪器仪表中有较为广泛的应用。2TLC2543的特点（1）12位分辩率A/D转换器；（2）在工作温度范围内10μs转换时间；（3）11个模拟输入通道；（4）3路内置自测试方式；（5）采样率为66kbps；（6）线性误差±1LSBmax；（7）有转换结束输出EOC；（8）具有单、双极性输出；（9）可编程的MSB或LSB前导；（10）可编程输出数据长度。3TLC2543的引脚排列及说明TLC2543有两种封装形式：DB、DW或N封装以及FN封装，这两种封装的引脚排列如图1，引脚说明见表1。图1TLC2543的封装4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。图2显示每次转换和数据传递使用16个时钟周期和在每次传递周期之间插入的时序，图3显示每次转换和数据传递使用16个时钟周期，仅在每次转换序列开始处插入一次时序。引脚号名称I/O说明1～9,11,12AIN0～AIN10I模拟量输入端。11路输入信号由内部多路器选通。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15I片选端。在端由高变低时，内部计数器复位。由低变高时，在设定时间内禁止DATAINPUT和I/OCLOCK17DATAINPUTI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16DATAOUTOA/D转换结果的三态串行输出端。为高时处于高阻抗状态，为低时处于激活状态19EOCO转换结束端。在最后的I/OCLOCK下降沿之后，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10GND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18I/OCLOCKI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/OCLOCK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DATAOUT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14REF+I正基准电压端。基准电压的正端（通常为Vcc）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13REF-I负基准电压端。基准电压的低端（通常为地）被加到REF-20Vcc电源表1TLC2543引脚说明图216时钟传送时序图（使用，MSB在前）图316时钟传送时序图（不使用，MSB在前