AGND可与COM连通。CAP+、CAP-接充电泵电容的正、负极。UCC和DGND分别为串行口的正电源端和接地端。通常UCC接U+端，DGND则接μP的地端。CINT、CAZ、BUF分别接积分电容CINT、自动调零电容CAZ、积分电阻RINT。CREF+和CREF-接基准电容的正、负端。UREF+和UREF-分别接基准电压的正、负端。CH1+和CH1-~CH4+和CH4-是通道1到通道4的差分模拟信号正、负输入端。A1、A0为多路转换器的通道地址线，其中A0为低位地址线。OSCI、OSCO是外接2MHz石英晶体端。DIN是串行输入端，由μP设定的自动调零及正向积分时间由此端输入，并且设定值首先进入输入移位寄存器的最低有效位。上电后经过初始化，即可随时重新输入或修改设定值。R/W为读、写控制端，R/W=1(高电平)时进行读操作，当R/W=0(低电平)时为写操作。DOUT为串行数据输出端，仅当R/W=1时输出有效。DCLK为串行时钟端，串行时钟最高频率为3MHz。R/W=1时，在每个时钟的下降沿时刻，A/D转换数据就从DOUT端输出，并将下一位数据移至此端；当R/W=0时，对应于每个时钟的上升沿，设定值经DIN端写入TC534中。EOC为A/D转换结束标志，每次A/D转换结束之后，该端输出一个负脉冲，EOC可以向μP申请中断，实现读操作。R为复位端，上电时应使R=1，A/D转换器进入自动调零阶段；R=0时允许A/D转换。由上电复位电路或μP来发出复位信号。在改变多路转换器地址线时，μP亦应产生复位信号，使A/D转换暂停。此外，在发出EOC信号时必须令R=1，以免出现错误信息。
4.8.2.2工作原理
主要包括5部分：①差分输入多路转换器；②双积分A/D转换器；③状态逻辑控制器及振荡分频器；④串行口；⑤DC/DC负电源变换器。外围元件主要有积分电阻RINT、积分电容CINT、自动调零电容CAZ、基准电容CREF、基准电压电路(TC04、R1、RP、C1)、上电复位电容C2、充电泵电容C3、C4。下面介绍各单元电路的工作原理。
(1)多路转换器。它是由多路模拟开关构成的。改变地址码A1、A0，可选择不同的通道。例如，A1=0、A0=1时选择第1通道，余者类推。通常采用差分输入，改成单端输入时应将CH1-~CH4-端接COM。
(2)双积分式A/D转换器。TC534采用双积分A/D转换器，内含缓冲器、积分器和比较器。每个转换周期分4个阶段进行：自动调零(AZ)，正向积分(INT)，反向积分(DE)，积分器调零(IZ)。
其中，AZ、INT阶段的时间由μP设定(即编程)。积分时间愈短，转换速率愈高，但分辨率随之降低，反之亦然。
(3)状态逻辑控制器及振荡分频器。它能根据比较器输出电压的大小与极性，适时发出控制信号A、B，确保A/D转换按规定时序和编程要求来进行。控制器中还包含可预置时基计数器(又称定时器)，用于接收串行口传送来的设定值。振荡器外接2MHz石英晶体产生时钟频率，再进行4分频后作为内部时基，对A/D转换进行定时。
(4)串行接口。串行口中还包括串行输入及串行输出移位寄存器。当EOC=0时，μP令R/W=0，开始写周期。DIN线上的8位设定值(为11001111)只需经过8个串行时钟周期就被写入串行输入移位寄存器中，然后μP令R/W=1，停止写周期。在R/W的上升沿到来时，设定值从输入移位寄存器传输到时基计数中，开始本次积分。当R/W=1时进入读周期。
读取数据的顺序为EOC→OVR(超量程位)→POL(极性位)→最高位(MSB)数据→…→最低位(LSB)数据。这表明，即使μP不接EOC端，也能获得EOC信号，确定输出是否为新数据。
4.8.3编程方法
(1)对TAZ和TINT的编程
自动调零时间与正向积分时间相等(TAZ=TINT)，二者均由时钟频率和定时器的初始化字节(即设定值)来决定。具体编程方法如下：
确定TINT。正向积分时间必须是工频周期的整数倍，才能用取平均的方法来抑制工频干扰。我国采用50Hz工频，周期为20ms，TINT可选40、60、80、100ms等。
估算晶振频率f0。设二进制最大转换值为R，有公式：
f0=2R/TINT
16位A/D转换最大值R=216=65536，当TINT=60ms时，f0=2.18MHz。若选2MHz石英晶体，则R=60000。
计算设定值N。在向串行口写入设定值(亦称加载值)时，首先要把十进制数转换成十六进制数，例如[127]10→[7F]16。
有关系式[N]10=256-f0TINT1024→[N]16
(2)反向积分时间TDE的选择
一般应选TDE=2TINT，UREF=UM/2，UM是满量程电压。
(3)满量程时A/D转换速率MR
MR=1T=1TAZ+TINT+TDE+TIZ
将TAZ=TINT，TDE=2TINT，TIZ=2ms代入上式得：
MR=1
4TINT+2×103
4.8.4四通道数据采集系统的设计
利用TC534的串行接口配上8031单片机，即可构成四通道数据采集系统。由于8031的P1口和P3口是准双向的通用I/O接口，并且接口中的每一位均可通过位地址进行位操作，因此可直接将TC534的串行口与8031的P1口连接，通过编程8031的I/O接口线来完成对TC534的控制。为把将来采集到的数据显示出来，系统中还使用了一片带串行接口的MAX7219型8位LED显示译码/驱动器。
由TC534、8031和MAX7219构成的四通道数据采集系统的电路。TC534的EOC端接8031的INT0端，将8031置成沿触发中断方式，可使8031在TC534每次转换完毕均进入中断服务程序，并读取一次转换结果。TC534的R/W、DOUT、DIN、DCLK、A0和A1端分别接8031的P1.0~P1.5，通过对P1.0~P1.5的位操作来实现TC534的读写控制及通道选择。MAX7219的LOAD、CLR、DIN端依次接8031的P1.7、P3.0、P3.1，8031将处理好的数据送给MAX7219，然后驱动6只共阴极LED数码显示器。
根据TC534的时序要求，在对TC534进行初始化时，先将8031的P1.0置成低电平，从P1.2逐位向TC534送入初始化数据。每送入一位数据，P1.3就产生一个上升沿，直至8位数据全部送入TC534中，才把P1.0置成高电平。8031读取转换数据的过程是：首先从P1.1读出一位数据，然后由P1.3产生一个下降沿使TC534移出下一位数据，最后将19位数据(含EOC、OVR、POL位)全部读出。鉴于TC534所输出的转换数据为二进制数，因此需利用8031单片机把二进制数转换成BCD码，再通过MAX7219驱动LED显示器。
利用上述系统可对四路电压信号进行数据采集和测量显示，达到412位数字电压表(DVM)的准确度指标。此外，TC534配以温度、湿度、压力传感器或变送器，还可构成其他测试系统。
思考与练习题4
1.试画出单通道数据采集系统原理框图，并说明各部分的功能。
2.测量放大器的构成及主要技术指标。
3.简述采样/保持电路原理及其应用。
4.A/D转换器主要技术指标有哪些？分辨率与精度有什么不同？
5.逐次比较式A/D转换器和双积分A/D转换器各有什么特点？
6.设在某一系统中，巡回检测一遍8路模拟量输入，将转换后的数据一次存入片内RAM的30H~37H单元中，试编写其程序清单，并画出转换图。
7.试比较查询法、中断查询法及中断计数的特点及其用途。
8.说明TC534可编程数据采集系统的特点及工作原理。
