COP8CDR9微控制器在多路数据采集中的应用

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)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。

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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：预定标功能选择位;

Busy：A/D转换状态位。

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