带8通道12位AD转换器ADuC812及其应用

　　CK1、CK0选择主时钟分频系数，从主时钟分频来产生ADC时钟，CK1－0为00～11，分别按1、2、4、8分频。
　　AQ1、AQ0选择ADC采样保持时钟，分频系数从ADC时钟分频产生，AQ1－0为00～11时分别按1、2、4、8分频。
　　T2C：定时器2溢出触发位，通过置位该位，可使用定时器2的溢出信号作为ADC转换触发信号。
　　EXC：ADC转换外部触发使能位，通过置位该位，可由外部引脚（CONVST）来触发ADC转换。
（2）ADCCON2控制通道选择和转换模式：

　　其中，ADCI为中断标志位；DMA为DMA模式使能位；CCONV为连续转换模式使能位；SCONV为单次转换模式使能位；CS3、CS2、CS1、 CS0为通道选择位，用户通过程序指定须进行A／D转换的通道。CS3－0为0000～0111时指示8个通道号，1000时指示温度传感器，1111为 DMA终止信号，其他情况保留。
　　（3）ADCCON3用于给出ADC状态指示位，只有第7位为BUSY位，其它位保留，BUSY位为只读位，在一个有效的ADC转换或校验周期中，该位为“1”，当转换或校验结束后，该位清“0”。
3．4　D／A转换器
　　ADuC812包含两个12位的D／A转换器，每个D／A转换器可用于转换12位或8位数据，两个D／A转换器共用一个控制寄存器DACCON，每个转换器还有两个数据寄存器，实现A／D转换的12位数据在寄存器中是右调整，低8位在DACxL寄存器中，高4位在DACxH的低4位中，控制寄存器 DACCON各位
的作用如下所示：

其中，MODE用于控制DAC转换的模式，“1”为8位模式，“0”为12位模式；RNG1、RNG0用于输出范围控制，“1”为0～VDD，“0”为0～VREF；CLR1、 CLR0为输出清除位，“0”使输出强迫为0V，“1”使输出正常；SYNC为两通道输出同步控制位，为“1”时，改写DACxL寄存器，输出即产生变化，要使两通道同步变化，须在SYNC为“0”时，更新两个通道的DACxL／H寄存器，然后使SYNC位置“1”，两通道同步更新输出值；PD1、 PD0为节电模式位，“0”关闭相应通道的D／A转换，“1”打开D／A转换。
　　D／A转换器的参考电压可由DACCON控制寄存器通过软件选择VREF或VDD，使输出电压范围分别为0～VREF或0～VDD，D／A转换的响应时间小于15μs。
4应　用
　　基于ADuC812的诸多特点，如果加上必要的外部信号调理电路，就可以构成一个完整实用的数据采集及控制系统，并且系统的硬件结构非常简单。
图1是一个由ADuC812构成的动平衡机测量系统。

　　转子在旋转过程中，由于不平衡而产生离心力引起摆架系统振动，动平衡机通过传感器将此机械振动量变成电信号，然后经平面分离、衰减和定标调整、滤波放大等处理电路，最后由
指示仪表进行显示。动平衡机在平衡转子时，转子的任一平面上有不平衡量，必然要在左右两个支承上同时引起振动，振动的大小可以通过左、右两个传感器测量出来，设m1r1和m2r2为左右校正面上的不平衡量，左校正面上的单位不平衡量在左右两端引起的振动分别为αL1和αR1，右校正面上的单位不平衡量在左右两端引起的振动分别为αL2和αR2，左右两端总的振动为VL和VR，如图2所示，则有，

式中，Δ＝αL1αR2－αR1αL2是方程组的系数行列式，如果通过分压电路，将右端的振动量取出和左端的振动量相减，则左端的不平衡量m1r1只与左端的振动VL有关，只是与左端不平衡量大小有关的一个标量，通过定标设定可以补偿它们。这样就消除了右端的不平衡量对左端的影响，同样也可以消除左端的不平衡量对右端的影响，通过信号调理电路，可完成对信号的衰减控制、平面分离、信号放大以及电平的偏置，使输出信号既包含交流的振动信号，又包含直流的偏置电平。因A／D转换电路是单电源器件，只能转换0～VREF的正电压，不能转换负电压，通过信号调理电路后的振动信号在经过相敏检波后，输出的是正的直流电压，满足A／D转换的要求。
　　经过R00和R900相敏检波，可将右端的振动信号VR在00和900方向上进行分解，设分别为VR0和VR90，而经过L00和L900相敏检波，可将左端的振动信号VL在00和900方向上进行分解，设分别为VL0和VL90，则左右两端的振动的幅值分别为：

因此，相敏检波后，得到了左右两端两个相位差为90°的分量，对它们进行A／D转换后，由MCU分别计算左右两端的幅值和相角，振动的幅值｜VL｜和｜VR｜反映了左右两端振动的大小，通过｜VL｜和｜VR｜的计算，可解算出左右两端不平衡量的大小，而振动的相位ΦL和ΦR反映了不平衡量所处的位置，相角的计算可求出不平衡量所在的相位，指示出重点或轻点的相位位置。
转子的转速由外部中断0脚控制定时／计数器0的计时时间来实现，由8051的定时／计数器在工作方式0和方式1的结构可看出，当TCON的TR0位为 1，TMOD的GATE位为1，且T0工作于定时方式时，内部振荡信号经过12分频后给T0提供时钟信号，T0计数与否与外部中断0的电平高低有关，如果 INT0＝0，T0不计数，如果INT0＝1，T0开始计数，这样就可测量脉冲宽度，通过光电头将转子的转速转换成脉冲信号后再2分频，得到频率为转子旋转频率一半的方波信号，通过方波信号的高电平去控制T0的计数，该数值为转子的旋转周期，由转子的旋转周期可得到转子的转速大小。