DS80C320在高速数据采集中的应用

　　普通的51单片机工作在12MHz时，指令周期为1μs，而访问外部空间需要2μs，实现数据采集时速度不会达到500ksps。DALLAS的 DS80C320与80C32兼容，但速度更快，工作在12MHz时指令周期为1/3μs，而且它的工作频率可达到33MHz，可用于高速数据采集。

1 DS80C320的相关寄存器

　　DS80C320内部增加了一些特殊功能寄存器，其中有一个影响着外部数据访问速度：CKCON（8EH）。它的低三位（MD2、MD1、MD0）决定着访问外部数据消耗的时钟数及选通信号的宽度，它们的关系如表1所列。

CKCON（8EH）	bit7	bit6	bit5	bit4	bit3	bit2	bit1	bit0
	WD1	WD0	T2M	T1M	T0M	MD2	MD1	MD0

表1 

MD2	MD1	MD0	指令周期/个	选通信号时钟数/个	选通信号脉宽/ns
0	0	0	2	2	80
0	0	1	3	4	160
0	1	0	4	8	320
0	1	1	5	12	480
1	0	0	6	16	640
1	0	1	7	20	800
1	1	0	8	24	960
1	1	1	9	28	1120

DS80C320 外部数据访问（MOVX）指令默认为3个指令周期，即上电复位时MD0为1，改变MD2-0的值可以改变访问速度，MD2-0不是直接寻址位，需要对字节（CKCON）进行操作。另外，DS80C320有两个数据指针，通过DPS寄存器的位来选择，进行数据埠移动时很方便。默认的数据批奖勤罚懒为 DPTR（82H，83H）。

2 高速采集应用实例

　　图1 所示电路采样速度可达到1Msps，可以以速度连续采集256个数据。采集的数据放入双口RAM，低速总线可以从双口RAM另一端读出数据，因为双口RAM的两个端口可独立操作，故高、低速总线互不影响（这里只谈高速总线的工作情况，故图中没有画出低速部分的电路）。在高速应用时，器件的选择很重要。单片机为DS80C320，工作温度范围为-40～85℃；时钟选用24MHz晶振；A/D器件采用AD7822，为8位，转换时间为 420ns；地址锁存为74F373，D到Q端延时为8ns（74HCT373为44ns）；程序存储器为W29C020-90，取数时间为90ns；数据存储器为256字节的双端口RAM DS1609（35ns）。此电路的连线也有些特别；ADC的启动信号与单片机的写信号相连，即单机同执行写操作就开始A/D转换，同时把上次转换的结果写入双口RAM；AD7822的CS端直接接地，免去选通信号（这种用法在AD7822数据手册里有介绍）；AD7822的Vmid连接到 Vref(2.5V)上，此时输入电压范围为1.25～3.75V，改变它们的连法可以改变输入电压范围；AD7822的EOC悬空，即不检查忙标志，严格控制时序即可。从时序上可以看到：从启动信号（WR）到读数据（RD）要至少13个振荡周期，对24MHz来说就是520ns，这比AD7822的转换时间要长，因此可以得到有效的数据。

　　A/D 转换过程是一个循环过程。首先，执行一条写指令，WR信号触发了A/D转换的开始。然后，用两条NOP指令进行延时，进入循环体后，先读取上次转换的结果，接着保存数据；同时，也启动下转换。接下来的循环控制指令，用来计数，同时改变目的地址，使采集要到的数据从高到低依次放大RAM的256个单元里。采集过程的子程序如下：ADC：MOV DPTR，#0100H

MOVX @DPTR，A ；开始转换

NOP

NOP

LOOP：MOVX A，@DPTR ；读数据

MOVX @DPTR，A ；保存数据，开始下转换

DJNZ DPL，LOOP ；数据指针递减、循环

RET

　　若MOVX指令时间为2个周期，则以上循环周期刚好6个指令周期（24个振荡周期），为1μs，即可达到1Msps的采集速度。DS80C320的 MOVX指令时间默认值为3个周期，要改变MD2-0使MOVX指令时间变为2个周期，在执行A/D转换前要对MD2-0进行初始化，执行指令：

ANL 8EH，#11111000B

数据采集过程的时序如图2所示。