操控信号中的模仿量传输正逐渐改为数字量传输，各种非数字化设备也必将逐渐为数字化智能产品所替代。可是，在实践出产现场仍然有很多的数据是模仿量，例如压力、液位、温度等，有必要经过A／D转化才能将这些数据送到操控系统进行剖析处理。为满意实践需求，本文提出运用MC143150 Neuron芯片和12位串行模数转化器ADS7844开发与规划多通道A／D转化操控模块，完结了多个模仿量信号的并行收集、剖析与处理功用，具有精度高和功用牢靠等特色。
1 硬件规划
多通道A／D转化操控模块的硬件整体结构如图1所示，首要包含模仿信号电路、8通道12位串行A／D转化器ADS7844和MC143150 Neuron芯片。规划中运用8通道12位串行A／D转化器ADS7844完结模仿量的数字化转化，一起运用MC143150 Neuron芯片对ADS7844的8通道模仿输入量的数字化转化成果进行循环收集，完结多个模仿量数据的并行收集、剖析与处理，较大程度地满意了运用现场的实践要求。
1．1 ADS7844
ADS7844是Burr-Brown公司出产的宽电压、低功耗、高功用的12位串行模数转化器。它有8个模仿输入端，可编程设置为8通道单端输入或4通道差分输入的A／D转化器，还可编程使芯片处于低功耗电源作业形式。ADS7844的转化率可达200 kHz，而线性差错和差分差错最大仅为±1LSB。ADS7844电源电压为2．7～5 V之间均能正常作业，最大作业电流为1 mA，进入低功耗状况后的耗电仅3μA。
(1)ADS7844的引脚功用。
CH0～CH7：模仿输入端，当器材被设置为单端输入时，这些引脚可别离与信号地COM构成8通道单端输入A／D转化器；当器材被设置为差分输入时，运用CH0～CH1、CH2～CH3、CH4～CH5和CH6～CH7可构成4通道差分输入A／D转化器；
COM：信号地；
VREF：参阅电压输入端，最大值为电源电压；
：片选端，低电平有用，该脚为高电平时，其他数字接口线呈三态；
DCLK：外部时钟输入端，在时钟效果下，CPU将操控字写入ADS7844，并将转化成果从中读出；
DIN：串行数据输入端，在片选有用时，操控字在DCLK上升沿被逐位锁入ADS7844；
DOUT：串行数据输出端，在片选有用时，转化成果在DCLK的下降沿开端被逐位从ADS7844移出；
BUSY：“忙”信号输出端，在接收到操控字的第一位数据后变低，只要在转化完毕且片选有用时，该脚才输出一个高脉冲；
：电源封闭端，低电平有用。当SHDN为低电平时，ADS7844为低功耗状况；
VCC，GND：别离为电源端和数字地。
(2)ADS7844的操控字。
经过ADS7844的操控字能够设置其信号联合方法、挑选数据转化通道和电源作业形式。ADS7844操控字如表1所示。
其间，S是开始位，操控字的开始位总为“1”；A2～A0是通道挑选位，在单端输入时别离对应8个通道，对应联系见表2，而关于差分输入，CH0～CH1、CH2～CH3、CH4～CH5、CH6～CH7别离对应差分信号的输入端，其对应联系如表3所示。
SGL／DIF是形式操控位，该位为“1”时是单端输入形式，为“0”时是差分输入形式；PD1和PD0是电源形式操控位，其意义如表4所示。
(3)ADS7844的转化时序图。
ADS7844有3种转化时序，别离是15-时钟转化时序、16-时钟转化时序和24-时钟转化时序，一般选用转化周期为24个时钟周期的作业时序，其间8个用于输入操控字，16个用于读取转化成果，如图2所示。操控字的一切位在时钟上升沿被锁入芯片，转化成果在时钟的下降沿被逐位移出。一切移入和移出的数据都是高位在前、低位在后。需求阐明的是，ADS7844是12位A／D转化器，其转化成果只要12位，故在移出12位成果后，还需送入4个时钟来完结整个转化进程，这4个剩余时钟移出的数据为“0”，运用时不该作为转化成果处理。
1．2 MC143150 Neuron芯片
MC143150 Neuron芯片是Motorola公司老练的VLSI设备，集成了硬件和固件，供给了完好的系统资源，3个管线处理器，其间一个用于履行用户编写的运用程序、别的两个完结网络中Neuron芯片间的信息交互使命。Neuron芯片经过11只引脚与运用指定的外部硬件相连，能够装备直接I／O目标、并行双向I／O目标、串行I／O目标等多种作业方法，然后能够凭借最少的外接电路完结灵敏的输入输出功用。
为了便于现场运用，将MC143150 Neuron芯片、收发器Transceiver、定时器以及存储器集成在一起，如图3 所示。其间Clock给MC143150 Neuron芯片供给作业基准时钟信号，RAM／ROM等存储器用于寄存MC143150 Neuron芯片的固件与用户运用程序，Transceiver用于模块间网络互联，I／O调处与A／D转化器ADS7844的对应数据端口、外围电源、MC143150 Neuron芯片的Reset和Service操控按键相连接，保护MC143150 Neuron芯片的正常作业以及完结端口数据的收集、剖析和处理等功用。
2 软件规划
Neuron C是专门为Neuron芯片规划的编程言语，它以ANSI C为根底，包含对ANSI C的扩展，可直接支撑Neuron芯片的软件固化。Neuron C界说了多种I／O目标类型，如直接、计数器／计时器、串行和并行。下面介绍MC143150 Neuron芯片对ADS7844的8个通道作业在差分输入方法下进行循环采样的程序规划进程。
选用MC143150 Neuron芯片的Neurowire输入／输出作为I／O目标，使MC143150 Neuron芯片循环收集ADS7844输出端口DOUT信号，完结与ADS7844同步全双工串行通讯。
2．1 Neurowire输入／输出目标语法结构界说
IO_8：Neurowire输入／输出目标运用管脚IO_8～IO_10，IO_8指定时钟管脚，IO_9是串行数据输出管脚，IO_10是串行数据输入管脚。
Master：指定Neuron芯片在管脚IO_8上供给时钟，设置为输出管脚。
Slave：指定Neuron芯片检测在管脚IO_8上的时钟，设置为输入管脚。
Select(pin-nbr)：为Neurowire master指定片选管脚，为IO_0～IO_7管脚之一。
Timeout(pin-nbr)：为Neurowire Slave指定一个可挑选的超时信号管脚，其规模是IO_0～IO_7。当运用超时信号管脚时，当neuron芯片等候时钟的上升沿或下降沿时，将查看该管脚的逻辑电平。假如检测到逻辑电平为“1”，则传输中止。
Kbaud(const—expr)：为Neurowire master指定比特率，const—expr能够为1 kb·s-1、10 kb·s-1或20 kb·s-1。关于10 MHz的Neuron芯片输入时钟，缺省值为20 kb·s-1。
Clockedge(+|-)：指数据触发时钟信号极性，clockedge(+)为上升沿，clockedge(-)为下降沿。
io-object-name：由用户为该I／O目标指定的姓名。
2．2 采样的程序清单
3 完毕语
现在，该多通道A／D转化操控模块经过长期运转测验，其功用牢靠，故障率低，节省能耗，完结了多个模仿量转化、收集与处理功用，给现场自动化操控系统的集成带来较大的灵敏性。
