韩智军 毛宗源

     广州生产力促进中心 狄 铮

     来源：《单片机与嵌入式系统应用》

     摘要：前端数据采集是工业生产过程中获取生产信息的必要手段。本文结合美国国家半导体的芯片cop8cdr9的a/d转换特点和应用实际，给出由cop8cdr9微控制器构成的多路数据采集系统及其在列车实时监控系统中的应用

     关键词：微控制器

     多路数据采集 a/d转换 cpo8cdr9

     前端数据采集能够及时获取被控对象和生产过程的有效信息，在某些实时性要求高的场合尤为重要。工业生产过程中，为了清晰地反映出生产过程的详细信息，往往需要获得多个参量的动态数据，这就有必要对被控对象和生产过程进行多路数据采集。cop8cdr9系列微控制器是美国国家半导体公司（national

     semicondutor）近期推出的cmos型8位flash微控制器产品。该系列产品集成度高，如：它集成了多达16路的10位a/d转换器、32kb可加密的flash程序存储器、1kb的数据存储器、1个全双工串行通信口、为节能设计的双时钟运行模式以及支持在红编程功能等。它能够以优越的性价比运用在多数工业生产中。该系列产品，采用44脚或68脚plcc封装，以下是其主要的结构特点，如图1所示。

     本文结合cop8cdr9微控制器的功能特点，重点介绍该型号芯片在多路数据采集系统中的应用。

     1 cop8cdr9的a/d转换特性

     以采用68脚plcc的cop8cdr9为例。其porta和portb口为双功能口，既可用作一般的i/o口，也是a/d转换时模拟信号的输入端口。当用作a/d转换口时，porta、portb口支持两种信号的输入模式：一种是单端模拟信号输入模式，另一种是差分输入模式。因而可根据检测对象的特点灵活也选择信号输入模式进行a/d转换。

     为配合a/d转换功能，cop8cdr9微控制器在其内部ram映射表中有3个可直接操作的寄存器与之相关。其中，2个是转换结果寄存器和1个a/d转换控制寄存器，它们使得a/d转换的软件编程工作可以轻松完成。由于该微控制器提供了10位精度的转换，而该微处理器为8位系统，因而需要2个寄存器来暂存转换结果。这2个寄存器是高位转换结果寄存器（adrsth）和低位转换结果寄存器（adrstl），在ram中的映射地址分别是0cch和0cdh。转换结果寄存器的数据存放格式如表1所列。转换控制寄存器（enad）用来选择a/d转换通道、a/d转换模式、多通道输出以及启动a/d转换。enad寄存器中各位的设置决定了微控制器a/d转换工作方式。其中，channel

     select-p.htm" target="_blank" title="select货源和pdf资料">select中的四位采用bcd码来选择转换通道。当mod=0时，porta、portb口中的每位用作单端输入模式；当mod=1时，porta、portb口中的每相邻两位用作差分信号输入模式；当x=1时，芯片还具有多通道输出的功能；prescale位可用来选择a/d转换的时钟频率，当该位置位时，a/d转换的工作频率为主时钟的16分频，否则，转换频率和主时钟频率相同；当busy位置位时，片内a/d转换模块启动a/d转换。完成一次a/d转换所需要的典型时间为15个a/d转换周期。a/d转换完毕，eand寄存器的busy位被机器内部硬件自动复位，并将转换结果存入adrsth和adrstl寄存器中，供总线读取。另外，该芯片内部提供a/d转换的参考电压，用作a/d转换时只需将v+和vcc连接，v-和gnd连接。enad寄存器中各位的定义详见参考文献[1]。

     channel select:a/d转换通道选择位，它由4位组成；

     mode select：a/d转换模式选择位；

     mux/out：多路转换器/输出选择位；

     prescale：预定标功能选择