串行12位ADC与计算机之间的接口电路设计

近几年来，IC制造商设计了实现接口的各种方法，并且特别重视减少IC接口I/O引脚的数量。MAX187就是这样一个器件，它是一个12位模/数转换器（ADC）。你可以利用串行数据通信技术产生与该ADC的一个接口。MAX187的模/数转换和数据传输仅需三条数字I/O线。你可以利用PC的Centronics打印机端口在MAX187和PC之间产生一个简易接口(图1)。只要将引脚分别设置为高电平或低电平，你就能启用或禁用MAX187（引脚 3）。如果使该引脚开路，则内部参考电压(4.096V) 就被禁用，你必须将一个外部参考电压加到引脚REF（引脚4）上。在其他情况下，该引脚 与4.7μF旁路电容C1连接。通过使用SCLK引脚（引脚8）上的外部时钟脉冲，来自 MAX187的数字数据就以每次1位的速度传输给处理单元。
　　一次完整的数据传输需要13个外部时钟脉冲。第一个时钟脉冲的下降沿锁存DOUT引脚（引脚6）的第一个数据位(MSB)。输出数据位在下一个外部时钟脉冲的下降沿就改变，可以读取串行数据位，直到下一个时钟周期的下降沿出现为止。模/数转换在ADC的引脚（引脚7）变成低电平时开始进行。该引脚必 
须保持低电平，直到模/数转换整个周期结束为止，随后进行串行数据传输。DOUT引脚从低电平至高电平的状态变化表示EOC（转换结束）状态。然后，串行的12位数据就可以进行传输了。MAX187的工作情况由软件控制。该软件应能产生成功完成转换所需的所有控制信号，而且应能检测EOC状态。它还应能产生13个外部时钟脉冲，以便读取串行12位数据并将其转换成并行数据。
　　控制MAX187工作情况的软件是Turbo C++ 3.0版本（可从www.edn.com网站的《设计实例》的Web版本下载）。在代码中，Port定义与MAX187接口的PC的 Centronics端口。Write Port定义用于初始化模/数转换和产生外部时钟脉冲的端口。Read Port定义用于从ADC读取EOC和串行数据的端口。在将CS引脚和SCLK引脚下拉至低电平后，EOC环路检查EOC状态。如果未出现有效的EOC，则该环路将继续工作。有效EOC出现，13个时钟周期中的第一个周期就出现，并锁存第一个数据位(MSB)。此后，例行程序调用一个子例程(get_adc())。子例程产生剩下的外部时钟周期，以便读取12位串行数据。子例程还将接收到的串行数据转换成并行数据(adc_val)。这一转换过程为：使adc_val左移一位，由此将前一个数据乘以2，如果串行数据位的值为1，则将1加到并行数据上。一旦并行数据就绪，子例程将返回这个值并将其显示在屏幕上。

图1  实现12位串行ADC与PC之间的接口是很容易的。