摘要：詳細(xì)介紹了數(shù)據(jù)采集芯片LTC1290的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳功能及工作時(shí)序。給出了LTC1290采集參數(shù)的設(shè)置方法。并以實(shí)際應(yīng)用為例，給出了它與微處理器MC68331的接口電路以及經(jīng)紗張力數(shù)據(jù)采集流程圖。
關(guān)鍵詞：LTC1290；數(shù)據(jù)采集；MC68331
數(shù)據(jù)采集是計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)不可缺少的部分，它直接關(guān)系到控制的精度。本文介紹的ＬＴＣ１２９０是ＬＴ公司的一款串行數(shù)據(jù)采集芯片，它具有分辨率高、與ＭＣＵ接口簡(jiǎn)單、通信參數(shù)設(shè)置方便等特點(diǎn)。由該芯片與ＭＣ６８３３１微處理器組成的某型箭桿織機(jī)經(jīng)紗張力采集系統(tǒng)具有極高的采集精度，可為經(jīng)紗張力的精密控制提供可靠保障。

１ LTC1290簡(jiǎn)介
ＬＴＣ１２９０是串行數(shù)據(jù)采集芯片，內(nèi)部集成了采樣保持器和１２位逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它有八個(gè)輸入通道，可以編程為單端或差動(dòng)式輸入。單端模式下可以共享一個(gè)片內(nèi)采集保持器�？臻e模式下可編程為省電模式。其串行口與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)串行口兼容，轉(zhuǎn)換結(jié)果可以方便的編程為高位在前或者是低位在前，也可以編程為八位、十二位或者十六位輸出，這就使得它可以方便地與移位寄存器和多種處理器進(jìn)行連接。圖１是ＬＴＣ１２９０的內(nèi)部功能框圖及外部引腳。
ＬＴＣ１２９０主要包括模擬輸入通道、采樣保持、１２位模數(shù)轉(zhuǎn)換以及轉(zhuǎn)換控制等部分。其中多路模擬輸入單元用于接收外部八路模擬輸入，并可根據(jù)輸入控制命令選擇輸入模式及所采集的數(shù)據(jù)通道；采樣保持器完成對(duì)所選模擬信號(hào)的采樣與保持以便進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換；數(shù)模轉(zhuǎn)換器將采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；控制及時(shí)鐘單元控制片選及時(shí)鐘轉(zhuǎn)換等。

圖2

２　引腳說(shuō)明
ＣＳ：片選端，該端置低將啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸；
ＣＨ０～ＣＨ９：模擬信號(hào)輸入端；
ＣＯＭ：輸入信號(hào)公共端；
ＤＧＮＤ和ＡＧＮＤ：數(shù)字地和模擬地；
ＶＣＣ和Ｖ－：正負(fù)供電端；
ＲＥＦ－和ＲＥＦ＋：分別為標(biāo)準(zhǔn)參考正負(fù)電源端；
ＤＩＮ：控制命令輸入端，用于設(shè)置采集參數(shù)；
ＳＣＬＫ：串行移位時(shí)鐘，用于控制輸入和輸出數(shù)據(jù)；
ＡＣＬＫ：模數(shù)轉(zhuǎn)換脈沖，用于控制模數(shù)轉(zhuǎn)換；
ＤＯＵＴ：轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出端。

３ LTC1290的工作過程
ＬＴＣ１２９０采用同步、全雙工、四線方式與微處理器進(jìn)行串行通信，具體時(shí)序如圖２所示。當(dāng)移位時(shí)鐘與移位數(shù)據(jù)寄存器同步時(shí)，系統(tǒng)將在ＳＣＬＫ的下降沿發(fā)送數(shù)據(jù)，并在ＳＣＬＫ的上升沿捕獲數(shù)據(jù)。發(fā)送數(shù)據(jù)和接受數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行（全雙工）。在片選端ＣＳ下降沿啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸后，微處理器將通過串行輸出發(fā)出采集參數(shù)控制命令字節(jié)到輸入移位寄存器。該控制命令字節(jié)是下一次待轉(zhuǎn)換的控制參數(shù)，而不是當(dāng)前轉(zhuǎn)換的控制參數(shù)。在輸入控制命令的同時(shí)，當(dāng)前數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果將通過ＤＯＵＴ端輸出。當(dāng)控制命令字節(jié)傳輸完畢而上次轉(zhuǎn)換輸出尚未完成時(shí)，ＤＩＮ端數(shù)據(jù)不影響轉(zhuǎn)換控制。數(shù)據(jù)交換完畢后啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換，此刻片選端ＣＳ應(yīng)置為高電平并且在整個(gè)轉(zhuǎn)換期間應(yīng)一直為高。轉(zhuǎn)換結(jié)果將在下次數(shù)據(jù)交換時(shí)輸出，轉(zhuǎn)換結(jié)果要比輸入字節(jié)延遲一個(gè)ＣＳ周期，如圖３所示。

每次數(shù)據(jù)采集前都要設(shè)置采集參數(shù)，以向輸入移位寄存器寫入正確的控制命令字節(jié)�？刂泼钭止�(jié)為下降沿開始后輸入的前八位，可用于設(shè)置有關(guān)數(shù)據(jù)采集的參數(shù)。八位控制命令字節(jié)定義如圖４所示。圖中前四位用于選定要采集的數(shù)據(jù)通道以及確定是差動(dòng)輸入還是單端輸入。第五位（ＵＮＩ）確定轉(zhuǎn)換是單極還是雙極的，該位為邏輯“１”表示單極，否則為雙極。第六位用于確定轉(zhuǎn)換結(jié)果高低位輸出順序：為“１”時(shí),輸出順序?yàn)楦呶辉谇埃粗臀辉谇�。最后兩位（ＷＬ１和ＷＬ０）用�?lái)確定當(dāng)前輸出數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度或編程為省電方式，具體見表１。
表1 長(zhǎng)度位功能定義


４ LTC1290與微處理器的接口
ＬＴＣ１２９０可以與大多數(shù)通用微處理器的同步串行接口直接相連，而不需要外接任何電路。如果微處理器沒有串行接口，可將它的四根并行線編程為串口與ＬＴＣ１２９０相接。本文以它與ＭＣ６８３３１的接口為例闡述其連接方法及實(shí)際應(yīng)用。

５ LTC1290在織機(jī)張力采集中的應(yīng)用
在織機(jī)中，經(jīng)紗張力是必須嚴(yán)格監(jiān)測(cè)和控制的，否則就可能出現(xiàn)經(jīng)紗松弛或張力過大而導(dǎo)致斷紗、停機(jī)、出現(xiàn)稀密緯，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量和效率�？梢哉f(shuō)張力大小的精密控制是織機(jī)性能的關(guān)鍵之一，而張力精密控制的前提是對(duì)張力的精密檢測(cè)。本箭桿織機(jī)自從采用ＬＴＣ１２９０和ＭＣ６８３３１構(gòu)成經(jīng)紗張力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)后，采集精度很高（１２位，分辨率達(dá)到０.０００３）控制效果很好。