CCD视频信号处理器AD9844A与C8051F231的模拟SPI接口设计
c8051f单片机ad采样程序
c8051f单片机ad采样程序//------------------------------------------------------------------------------------// Main.c//------------------------------------------------------------------------------------// Copyright (C) 2013 SINYD.// BY Wbr// Tool chain: KEIL Full 'c'////#pragma CD OE DB SB // Compilation directives//------------------------------------------------------------------------------------// Includes//------------------------------------------------------------------------------------#ifndef C8051REG#include "c8051f020.h" // SFR declarations#define C8051REG#endif#include "1302.h"#include "lcd.h"#include#define SYSCLK 22118400 //SYSCLK frequency in Hz#define BAUDRATE 115200 //Baud rate of UART in bps#define SAR_CLK 2500000 //ADC conversion clock = 2.5MHz#define ADC04V 645 //4毫安电流时AD采样初值12位AD#define ADPRE 175 //AD转温度时比值放大1000倍即：(ADC-ADC04V)*ADPRE /1000//*************温度标定设置**************#define HTA 32 //线性方程0=0.4a-b;50=2.0a-b 求解得a = 31.25 b=12.5 分别取32和13#define HTB 13#define HRA 63 //线性方程0=0.4a-b;100=2.0a-b 求解得a = 62.5 b=25 分别取63和25#define HRB 25#define TEA 313 //线性方程0=0.4a-b;500=2.0a-b 求解得a = 312.5 b=125 分别取313和125#define TEB 125#define HPA 63 //线性方程-5=0.4a-b;5=2.0a-b 求解得a = 6.25 b=7.5 分别取63和75 放大10倍#define HPB 75//------------------------------------------------------------------------------------// Global CONSTANTS//------------------------------------------------------------------------------------extern void Init_Device(void);#define N 11sfr16 TMR2 = 0xCC; //定义成16位地址sfr16 ADC0 = 0xBE;uint idata ADCbuffer1[N];uint sum = 0;uchar ADcount = 0;uchar Page = 1,direction = 1,direction1 = 1;uchar set = 0,ent = 0,Tset;uchar TH,TL,TT1,TT2,TT3; //用来拆分送显示的变量uchar keybuffer[6];uchar BGset=0; //BGset背光关，开控制量，如果没有键按下超过1分钟，关闭背光！有键按下立刻开背光bit Disptime,sendc;sbit BLK = P3^6 ; //LCD背光uint SPEEDcount1; //计数器uint SPEEDcount2; //计数uint SPEEDTP; //测试距离V=SPEEDrange/SPEEDtime;uint SPEEDNY;uint TPrange = 0;uint TPcount = 0;uint idata TEMP1 = 0;uint idata TEMP2 = 0;uint idata TEMP3 = 0;uint idata TEMP4 = 0;uint idata HT = 0;uint idata HR = 0;uint idata HP = 0;uint idata HP1= 0;uint idata TPHD= 0;uint idata TPHD1= 0;uint idata TPHD2= 0; //8路AD通道变量四路来料温度环境温度湿度横坡度摊铺厚度uchar idata HPF,KT1F,KT2F,KT3F,KT4F,HTF,HRF; //横坡传感器状态位long a;//*******参数设置，传感器标定变量和数组************************//uchar xdata SZL0,SZH0,SZL1,SZH1,SZL2,SZH2;uchar xdata SZL3,SZH3,SZL4,SZH4,SZL5,SZH5,SZL6,SZH6; //0~2为施工站号，3~4，5~6分别为摊铺，压实输入长度uchar code CSSZ_c[7] _at_ 0x8000; //7k的地址左右站号设置,摊铺碾压计算长度输入uchar xdata CSSZ_x[7] _at_ 0x8000;uchar xdata Between[7]; //0~11时间12~19存功率//////////////////////////////////////GPS数据存储数组//uchar xdata A_V[1]; // V无效A有效//uchar xdata JD01[4]; //经度//uchar xdata WD01[4]; //经度uchar xdata JD[12] = {0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x2e,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30}; //经度初始化送数字“0”uchar xdata JD_a; //经度方向uchar xdata WD[11] = {0x30,0x30,0x30,0x30,0x2e,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30}; //纬度初始化送数字“0”uchar xdata WD_a; //纬度方向//uchar xdata time[6]; //时间时分秒//uchar xdata TIMER[6]; //年月日//uchar xdata speed[5]; //速度//uchar xdata HIGH[6] = {0x30,0x30,0x30,0x30,// 0x30,0x30}; //高度初始化送数字“0”//uchar xdata angle[5]; //方位角//uchar xdata use_sat[2]; //使用的卫星数//uchar xdata total_sat[2]; //天空中总卫星数//uchar lock; //定位状态//串口中断需要的变量uchar xdata seg_count; //逗号计数器uchar xdata dot_count; //小数点计数器uchar xdata byte_count; //位数计数器uchar xdata cmd_number; //命令类型uchar xdata mode; //0：结束模式，1：命令模式，2：数据模式uchar xdata buf_full; //1：整句接收完成，相应数据有效。
完善的CCD信号处理器AD9824及其应用
完善的CCD信号处理器AD9824及其应用1 引言CCD是20世纪70年代迅速发展起来的一种新型半导体探测器件。
它具有以下突出优点：低噪声输出、动态范围大、量子效率高、电荷转移效率高、光谱响应范围宽、几何稳定性好。
随着C制造和工艺的不断发展，CCD又具备了分辨率高、工作频率高等特点，因此CCD得到广泛的应用[1]。
CCD的应用离不开高性能的CCD信号处理芯片，本文将介绍一种完善的面向面阵CCD的信号处理器AD9824[2]，包括它的内部结构、工作模式、配置方式，以及用内嵌的NiosⅡ软核的FPGA进行管理和应用的方法2AD9824的介绍2.1 主要特点AD9824是美国ADI（Analog Devices Inc）公司的一款面向CCD的完善的低功耗单通道模拟信号处理器。
它内含最高30MSPS的相关双采样（CDS）电路、像素增益放大器（PxGA）、可编程增益放大器（VGA）、14位精度的最高采样率为30MSPS的A/D转换器。
AD9824可以工作在三种模式下，对面阵CCD信号、模拟视频信号和普通的交流信号进行A/D转。
AD9824以其高精度、高速度的模数转换能力，以及它所具有的完善的性能结构，广泛的应用在工业控制、医疗仪器、科学研究等领域的高精度图像采集系统等。
AD9824的主要特征：●14bit、30MHz的A/D转换器●30MHz相关双采样（CDS）●4dB±6dB，6bit像素增益放大器（PxGA）●2dB-36dB，10bit可编程增益放大器（VGA）●低噪声箝位电路●模拟视频信号预息影功能●带可增益放大器和输入嵌位的辅助功能●3线串行接口配置●3V但电源供电，功耗仅为153mW●48脚LFCSP封装，大大节省电路板空间2.2结构与性能2．2．1 内部结构图1 AD9842引脚排列作为一款完善的CCD信号处理器，AD9824内部几乎集成了面向面阵CCD信号采集所需要的所有模块，不仅如此，AD9842还可以对模拟视频以及一般的交流信号直接进行采集，这也是一般CCD信号处理芯片不具备的。
C8051FF330D单片机程控恒流源设计
C8051FF330D单片机程控恒流源设计设计概述：C8051FF330D单片机程控恒流源是一种通过单片机控制的电流源，用于对电路进行恒流驱动。
该设计采用C8051FF330D单片机作为控制主控芯片，通过主控芯片控制外部电路的电流输出。
设计中包括电流采样电路、恒流驱动电路和主控芯片控制电路。
一、电流采样电路设计电流采样电路用于采集被控电路的电流值，并将电流值转换为电压信号，供后续的主控芯片进行处理。
电流采样电路的设计要求采集准确度高、波动小。
一种常用的电流采样电路设计方案是使用电流互感器和运算放大器。
电流互感器将被控电路的电流传感变为电压变化，运算放大器将电压放大并转化为适合单片机ADC输入的电压范围。
二、恒流驱动电路设计恒流驱动电路用于将主控芯片输出的数字信号转换成恒定的电流驱动被控电路。
设计中，可以使用二极管和电阻串联的方式实现电流的恒定驱动。
通过改变电流采样电路采集到的电流值，主控芯片可以根据设计要求来调整电阻的电压，进而变化电流。
三、主控芯片控制电路设计主控芯片控制电路设计中，C8051FF330D单片机作为主控芯片，通过控制IO口来实现对恒流驱动电路的控制。
设计中，单片机需要采集电流值，并通过内部定时器，进行控制算法的运算，然后控制IO口输出相应的数字信号，以实现对恒流驱动电路的控制。
四、软件设计在主控芯片控制电路设计中，软件设计起到了至关重要的作用。
主要包括控制算法的设计、定时器的设置和IO口的控制。
控制算法的设计中，可以根据实际需求采用PID控制或者其他的控制算法，根据电流采集到的数值进行判断和调整。
定时器的设置主要涉及到控制算法的执行周期，根据实际需求进行设置。
IO口的控制主要用于触发恒流驱动电路的开关，根据控制算法的输出结果进行控制。
五、系统性能评估在设计完成后，需要对系统进行性能评估，包括电流采样电路的准确度、恒流驱动电路的稳定性和主控芯片控制电路的控制精度。
通过实际的电流输出和实际需求进行对比，评估系统的性能是否满足设计要求。
CCD信号处理
完善的CCD信号处理器AD9824及其应用1 引言CCD是20世纪70年代迅速发展起来的一种新型半导体探测器件。
它具有以下突出优点：低噪声输出、动态范围大、量子效率高、电荷转移效率高、光谱响应范围宽、几何稳定性好。
随着C制造和工艺的不断发展，CCD又具备了分辨率高、工作频率高等特点，因此CCD得到广泛的应用[1]。
CCD的应用离不开高性能的CCD信号处理芯片，本文将介绍一种完善的面向面阵CCD的信号处理器AD9824[2]，包括它的内部结构、工作模式、配置方式，以及用内嵌的NiosⅡ软核的FPGA进行管理和应用的方法2AD9824的介绍2.1 主要特点AD9824是美国ADI（Analog Devices Inc）公司的一款面向CCD的完善的低功耗单通道模拟信号处理器。
它内含最高30MSPS的相关双采样（CDS）电路、像素增益放大器（PxGA）、可编程增益放大器（VGA）、14位精度的最高采样率为30MSPS的A/D转换器。
AD9824可以工作在三种模式下，对面阵CCD信号、模拟视频信号和普通的交流信号进行A/D转。
AD9824以其高精度、高速度的模数转换能力，以及它所具有的完善的性能结构，广泛的应用在工业控制、医疗仪器、科学研究等领域的高精度图像采集系统等。
AD9824的主要特征：●14bit、30MHz的A/D转换器●30MHz相关双采样（CDS）●4dB±6dB，6bit像素增益放大器（PxGA）●2dB-36dB，10bit可编程增益放大器（VGA）●低噪声箝位电路●模拟视频信号预息影功能●带可增益放大器和输入嵌位的辅助功能●3线串行接口配置●3V但电源供电，功耗仅为153mW●48脚LFCSP封装，大大节省电路板空间2.2结构与性能2．2．1 内部结构图1 AD9842引脚排列作为一款完善的CCD信号处理器，AD9824内部几乎集成了面向面阵CCD信号采集所需要的所有模块，不仅如此，AD9842还可以对模拟视频以及一般的交流信号直接进行采集，这也是一般CCD信号处理芯片不具备的。
基于AD9834信号发生器的设计
DDS是直接数字合成(Direct Digital Synthesis)的英文缩写。
2.2.1
利用专用直接数字合成DDS芯片的函数发生器：能产生任意波形并达到很高的频率。但成本较高。
产生所需参数的电测试信号仪器。按其信号波形分为四大类：1.正弦信号发生器。主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。按其不同性能和用途还可细分为低频（20赫至10兆赫）信号发生器、高频（100千赫至300兆赫）信号发生器、微波信号发生器、扫频和程控信号发生器、频率合成式信号发生器等。2.函数（波形）信号发生器。能产生某些特定的周期性时间函数波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等）信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域。3.脉冲信号发生器。能产生宽度、幅度和重复频率可调的矩形脉冲的发生器，可用以测试线性系统的瞬态响应，或用作模拟信号来测试雷达、多路通信和其他脉冲数字系统的性能。4.随机信号发生器。通常又分为噪声信号发生器和伪随机信号发生器两类。噪声信号发生器主要用途为：在待测系统中引入一个随机信号，以模拟实际工作条件中的噪声而测定系统性能；外加一个已知噪声信号与系统内部噪声比较以测定噪声系数；用随机信号代替正弦或脉冲信号，以测定系统动态特性等。当用噪声信号进行相关函数测量时，若平均测量时间不够长，会出现统计性误差，可用伪随机信号来解决。
在70年代后，微处理器的出现，可以利用处理器、D/A转换器和A/D转换器，硬件和软件使信号发生器的功能扩大，产生更加复杂的波形，这个时期的信号发生器多以软件为主，实质上是采用微处理器对数/模转换器的程序控制，就可以得到各种简单的波形。
在80年代以后，数字技术日益成熟，信号发生器绝大部分不再使用机械驱动而采用数字电路，从一个频率基准由数字合成电路产生可变频率信号。自从80年代以来各国都在研制DDS产品，并应用于信号发生器的设计。后来出现的专用DDS芯片极大的推动了DDS技术的发展，但专用DDS芯片价格昂贵，而且无法实现我们所需要哦的各种波形输出。
基于XRD4460的CCD视频信号处理电路的设计
本 文 主 要 分 析 了 专 用 ＣＣＤ 视 频 信 号 处 理 芯 片 ＸＲＤ４４６０ 的 功 能 及 特 点 ， 并 在 此 基 础 上 设 计 了 基 于 ＸＲＤ４４６０ 的 ＣＣＤ 视频信号处理电路。
张贵祥：硕士
２ ＸＲＤ４４６０ 的特点及 功能
ＸＲＤ４４６０ 是 Ｅｘａｒ 公司推出的专用 ＣＣＤ 视频信号 处理芯片。它带有一个 １Ｏ 位 Ａ／Ｄ 转换器， 最高采样速 率高达 １６ＭＨｚ， 内置高带宽的差分相关双采样器（ＣＤＳ） 和 ８ 位的数字可编程增益放大器（ＰＧＡ）。模拟偏移量可 控制， 差分信号输入， 差分外部时钟， 片内带有输入缓 存和采样／保持器， １Ｏ 位并行数据输出。由于其功能强 大 、性 能 优 越 、功 耗 低 、体 积 小 等 优 点 ， 因 而 广 泛 用 于 数字摄像机、数字静态相机和 ＰＣ 录像会议相机等数 字成像系统中。ＸＲＤ４４６０ 的功能框图如图 １ 所示， 其 功能主要包括。
３ ＣＣＤ 视频信号处理电路的硬件设计 ＣＣＤ 视频信号处理 电路以专用 ＣＣＤ 视频信号处
理芯片 ＸＲＤ４４６０ 为核心部件， 完成 ＣＣＤ 视频信号的 放 大 、噪 声 处 理 以 及 数 字 化 ， 并 使 用 ＣＰＬＤ（ 可 编 程 逻 辑器件） 技术完成整个电路的逻辑控制， 配以先进先出 （ＦＩＦＯ）存储器作为数据高速缓冲器， 用于存储 ＡＤ 转换 后的数据， 并采用具有微控制器的 ＵＳＢ 接口芯片， 从而 通过 ＵＳＢ 接口将 ＣＣＤ 数据输入计算机。ＣＣＤ 视频信号 处理电路设计如图 ２ 所示。大致可分为三个部分。
基于SPI接口的单通道AD采集设计
基于SPI接口的单通道AD采集设计在微机测控系统中，通常要用A/D转换器把现场模拟信号转换为数字信号，把数字量传输给单片机以便进行信号检测，达到控制和测量的目的。
主要介绍了系统的工作原理，并给出了系统的硬件电路及软件设计。
该数据采集系统以SPI总线技术为基础，以STC89C52为控制核心，实现模拟电压向数字信号的转换，并进行处理、显示，实现了灵活、实时、低成本的特点，在低频缓变信号领域展现了很好的应用前景。
关键词：单片机; 数据采集; A/D转换; SPI技术AbstractComputer monitoring system, usually use the A / D converter site convert analog signals to digital signals, digital transmission to the microcontroller for signal detection, control and measurement purposes. Introduces the system works, and gives the system hardware circuit and software design. The data acquisition system based on the SPI bus technology to STC89C52 control core to achieve the conversion of the analog voltage to a digital signal processing, display, to achieve a flexible, real-time, low cost, in the field of low-frequency slowly varying signal to show a good prospect of application.Key words：STC；Data acquisition；A / D converter；SPI technologies1.引言 (1)1.1 课题背景及研究意义 (1)1.2 SPI接口简介 (1)2. 设计任务与方案 (2)2.1 设计任务 (2)2.2 设计方案 (2)2.3 设计方案元件选择 (3)3. 硬件设计 (3)3.1 A/D转换模块设计 (3)3.2 微处理器模块设计 (4)3.3 显示模块设计 (6)4. 软件设计 (7)4.1 编程语言选择 (7)4.2 程序流程图 (7)4.3 串行数据采集程序 (8)4.4 数据转换程序 (12)4.5 数据显示程序 (12)4.5 按键处理 (13)5. PROTUES仿真 (15)6. 制版与调试 (16)6.1DXP注意事项 (16)6.2制作PCB板流程 (16)6.3调试结果与分析 (16)6.4电路的特点分析 (17)7.课设总结 (18)谢辞 (19)参考文献 (20)附录 (21)1.引言1.1课题背景及研究意义在工业生产和日常生活中，经常要对模拟信号进行测量与控制，例如在有些系统中经常要对模拟电压信号进行采集并显示出来，于是数据采集模块必不可少。
基于AD9834的波形发生器的设计
基于AD9834的波形发生器的设计一、引言波形发生器广泛应用于电子测量、通信、医疗等领域，可以产生不同频率和形状的电信号。
AD9834是一款数字控制的波形发生器芯片，具有高精度、高稳定性和低功耗的特点。
本文将基于AD9834芯片设计一个简单的波形发生器。
二、设计方案1.系统框图设计的波形发生器主要由AD9834芯片、时钟源、控制电路和输出电路组成。
其中，AD9834芯片负责产生不同频率和形状的电信号，时钟源提供时钟信号使AD9834工作，控制电路负责设置AD9834的参数，输出电路将AD9834产生的信号输出。
2.AD9834芯片AD9834芯片是一款数字控制的波形发生器，具有12位分辨率的DAC 和32位频率控制寄存器。
通过控制寄存器中的频率和相位信息，可以生成正弦、方波和锯齿波等不同形状的信号。
3.时钟源时钟源提供高精度的时钟信号供AD9834芯片使用。
可以选用晶振作为时钟源，也可以选择其他高精度的时钟源供电。
4.控制电路控制电路负责设置AD9834芯片的频率和相位信息。
可以使用单片机或外部控制器来实现控制电路，通过SPI接口与AD9834芯片进行通信，设置相应的参数。
5.输出电路输出电路将AD9834产生的信号输出。
可以采用运放电路来放大输出信号，以满足不同应用的需求。
三、设计步骤1.选择合适的时钟源，并提供给AD9834芯片。
2.设计控制电路，通过SPI接口与AD9834芯片进行通信，设置频率和相位信息。
3.设计输出电路，将AD9834产生的信号经过必要的放大处理，并输出到使用端。
四、性能指标1.输出频率范围：AD9834芯片支持从0Hz到12.5MHz的输出频率范围。
2.分辨率：AD9834芯片的DAC具有12位分辨率，可以实现较高的频率精度。
3.输出信号形状：AD9834芯片支持输出正弦波、方波和锯齿波等不同形状的信号。
4.输出电平：根据实际需求，设计合适的输出电路来满足输出电平要求。
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收稿日期:2009-07作者简介:王丹丹(1977 ),女,讲师,研究方向为检测技术与自动化装置。
图1 AD 9844A 的内部结构图CCD 视频信号处理器AD9844A 与C8051F231的模拟SPI 接口设计王丹丹(武汉工程大学电气信息学院,湖北武汉430070)摘要:介绍CCD 信号处理芯片AD9844A 与单片机C8051F231的接口设计。
AD 9844A 是AD I 公司的一款片内含有12b it A /D 转换器的专用于视频信号处理的芯片,文章重点介绍了A D9844A 的可编程特性及其与单片机的软件模拟SP I 同步串口间的接口设计。
关键词:A /D 转换;CCD 信号处理;软件模拟SP I 同步串口中图分类号:TM 930 文献标识码:B 文章编号:1006-2394(2010)01-0050-03Soft S PI Interface D esign B etween CCD Si gnal Processor AD9844A and C8051F231WANG Dan dan(W uhan Instit ute o f T echno logy ,W uhan 430070,Chi na)Abst ract :Th is paper is about the interface bet w een MCU c8051f231and CCD signal processor AD9844A.TheAD9844A is a co m plete analog si g na l processor for CCD app lications .It features a 20MH Z si n g l e channe l architecture and 12 b itA /D converter .The purpose of th is paper is to present the prog ra mm ab l e features of the AD9844A and its so ft SPI i n terface w it h the MC U through a 3 w ire serial por.tK ey w ords :ADC ;CCD si g nal processi n g ;soft SPI synchr onous seri a l i n terface1 芯片介绍1.1 CCD 信号处理器AD9844AAD9844A 是美国ADI(Analog Dev ices Inc)公司的一款面向CCD 的完善的低功耗单通道模拟信号处理器。
AD9844A 以其高精度、高速度的模数转换能力,以及它所具有的完善的性能结构,广泛的应用在工业控制、医疗仪器、科学研究等领域的高精度图像采集系统中。
AD9844A 可以工作在3种模式下,对面阵CCD 信号、模拟视频信号和普通的交流信号进行A /D 转换。
AD9844A 的内部结构图如图1所示。
从图中可知AD9844A 有3条输入通道:CCDI N 、AUX1、AUX2,分别为CCD 原始信号、不需要CDS (相关双采样)的交流信号和复合视频信号的接口引脚。
无论哪条通道进来的信号最后都要通过MUX 进入A /D 转换通道,通过内部寄存器的配置,AD9844A 工作在其中一种采集通道下。
本系统中,AD9844A 工作于CCD 模式下。
50 仪表技术 2010年第1期图2 AD 9844A CCD 模式下功能模块图 AD9844是一款可编程的视频处理芯片,芯片内部寄存器的工作方式通过一个3线串口编程得到。
可编程的要素包括增益调节器、黑电平调节器、输入设置和掉电模式。
AD9844A 的数字接口控制输入端属于SPI 类型的同步串行接口:SL (串行接口加载脉冲)、SDATA(串行接口数据输入)、SCK (串行接口时钟)。
串口选通信号SL 有效时C8051单片机经SDATA 输入控制字,实现对AD9844A 内部寄存器的初始化设置;控制字的输入时钟SCK 由C8051的时钟信号提供。
模拟信号的采样、保持及转换由同步时钟发生器提供同步脉冲SHD (数据采样和保持脉冲)、SHP (参考电压输入脉冲)实现同步,而时钟DATACLK 是图像处理单元对数字视频信号的读取与AD9844A 的输出进行同步的信号。
芯片3V 供电,A /D 转换参考电压为2V 。
1.2 C8051F231单片机C8051F2xx 系列单片机是一种高集成度的混合信号系统。
系统集成在一块单片机芯片上,可带有一个真正的8位多通道模数转换器,或不含ADC 。
每个模块有一个与8051兼容的微控制器内核,它具有8KB 的FLAS H 存储器,同时也有硬件实现的UART 和SPI 串行接口。
2 接口设计2.1 AD9844A 的基本工作过程AD9844A 具有采样速度高达20MH z 的单通道输入体系结构,这种设计能采样并处理隔行扫描CCD 阵列后所得的输出信号(电信号序列信息)。
CCD 模式下功能模块图如图2所示,输入到AD9844A 的CCD 信号先经过一个0.1 F 的耦合电容实现直流电平箝位,然后经过相关双采样(CDS)、输入箝位(input offset C la m p)、模拟增益放大器(VGA )、黑电平箝制(optica l black cla m p),最后经12b it A /D 转换器输出数字视频信号,其转换结果输出给图像处理单元进行处理。
AD9844A 控制增益大小、偏移程度及其时序控制的实现是对其内部寄存器的工作方式进行适当设置得到的,而这一工作具体由单片机C8051F231通过一个3线串行接口对AD9844A 编程实现。
CCD 器件及AD9844A 的时钟信号均由一个系统的同步时钟发生器提供。
图3是系统应用图。
图3 系统应用图2.2 C8051的软件SPI 串行外设接口本系统采用软件模拟实现SPI 外设接口。
如图4所示,单片机作为主器件,AD9844A 作为从器件,同步时钟SC K 由单片机P2.0引脚发出,P2.2引脚为数据输出脚MOSI 。
单片机的从器件选择NSS 引脚被抬高,将P2.4通用I /O 管脚作为AD9844A 的片选信号即从器件选择信号。
单片机启动数据传输,SCK 上提供串行时钟,同时在MOSI 线串行移出数据,这样C8051就可以实现与AD9844A 之间的通信,完成对AD9844A 内部寄存器的初始化配置。
图4 硬件接口图3 软件设计在本系统中,AD9844A 工作于CCD 模式,如表1内部寄存器图表所示,内部操作寄存器、VGA 增益寄存器、箝位电压及采样增益寄存器的设置均为默认值。
本设计所要做的是配置控制寄存器,选择同步时钟的极性,实现与时钟发生器的时钟同步,即采样时钟SHP /S H D 为高电平触发采样周期,箝位时钟CLP 为低电平有效,数据输出时钟DATACLK 为下降沿触发。
51 2010年第1期 仪表技术表1 内部寄存器图表寄存器名称地址数据位A0A1A2D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10操作000通道选择CCD /AUX 掉电模式软件补偿箝位控制100VGA 增益100LSB M SBX 箝位电压010LSB M SBX X X 控制11000CDS 增益SHP /SHD /DATA /CLP时钟极性选择00三态X 采样增益1LSBM SBXXXXX图5 串行接口写操作图5为向内部寄存器写数据的时序,需要注意的是:RNW 为低电平时写数据,为高电平时读数据;TEST b it 为内部测试位,必须设置为低电平;只有在SL 为低电平时串口数据配置才有效,系统配置更新发生在SL 上升沿之后;在读数据时,SDATA 在SCK 的第5个下降沿后有效,在每个SC K 的下降沿时变换。
以下就是通信程序:SCK EQU P2.0 M OSI EQU P2.2SL EQU P2.4;P2.0、P2.2、P2.4设置为推挽输出ADCONFI G:M OV A,#60h;SDATA 的前8位输出寄存器地址、RN W 位、TE ST 位、数据位的低3位M OV R6,#08SETB SCK SETB SL CLR SLLOOP1:CLR SCK RLC A M OV M OS I ,C SETB SCK DJ NZ R6,LOOP1M OV A,#50h;SDATA 的后8位输出数据位的高8位,设置时钟极性,控制寄存器D4位及D5位为1M OV R6,#08LOOP2:CLR SCK RLC A M OV M OS I ,C SETB SCK DJ NZ R6,LOOP2CLR SCK SETB SL5 结束语本文介绍了一种专用于CCD 图像处理的芯片AD9844A 及其与单片机的串行接口设计。
读者可以根据自己的需要选用其他的ADC 来实现上述的接口设计。
使用这种方案后,在实现采集数据量相当大的图像处理系统或是处理一些高速数据采集系统时,可以大大降低系统软硬件控制复杂度。
参考文献:[1]李刚,林凌.与8051兼容的高性能、高速单片机c8051Fxxx[M ].北京:北京航空航天大学出版社,2001.(许雪军编发)(上接第49页)3 结束语本文提出了一种可重构智能仪器的设计思想并设计了三个功能模块,将其配置文件都下载到GW 48EDA 系统试验箱中,通过切换不同的按键,给FPGA 配置不同的配置程序,完成了FPGA 硬件功能的测试,从而实现了所要求的功能,验证了该方案的可行性。
参考文献:[1]徐惠萍.可重构技术综述[J].甘肃科技,2007(10):158-159.[2]温淑鸿,崔慧娟.A LTERA FPGA 在微处理器系统中的应用配置[J].电子技术应用,2005(1):67-68.(丁云编发)52 仪表技术2010年第1期。