雙通道12位串行AD轉(zhuǎn)換器MAX144及其應(yīng)用

1、雙通道12位串行A/D轉(zhuǎn)換器MAX144及其應(yīng)用             主要特點(diǎn)是美國(guó)公司生產(chǎn)的新型雙通道位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它具有自動(dòng)關(guān)斷和快速喚醒功能，且內(nèi)部集成有時(shí)鐘電路，采樣保持電路；同時(shí)具有轉(zhuǎn)換速率高、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于由電池供電且對(duì)體積和精度有較高要求的智能儀器儀表產(chǎn)品。的主要特點(diǎn)單電源供電電壓范圍為；帶有兩路模擬信號(hào)輸入通道和其模擬信號(hào)電壓范圍為；采樣頻率最高可達(dá)；功耗低， 當(dāng)為，且在采樣頻率達(dá)到最大值時(shí)，功耗僅；具有與兼容的串行接口。引腳功能采用封裝形式

2、，其引腳功能：正電源端，；：模擬信號(hào)輸入通道；：模擬地?cái)?shù)字地；：外部參考電壓輸入，用作模數(shù)轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)電壓；：該腳為低電平時(shí)，為片選輸入；為高電平時(shí)，為掉電模式輸入；：串行數(shù)據(jù)輸出端；：串行時(shí)鐘輸入端。使用說(shuō)明 模擬信號(hào)輸入的兩個(gè)模擬輸入通道與可連接到兩個(gè)不同的信號(hào)源上。上電復(fù)位后，將自動(dòng)對(duì)通道的模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完畢又自動(dòng)切換到通道，并對(duì)通道模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，之后交替地在和通道間進(jìn)行切換和轉(zhuǎn)換。輸出數(shù)據(jù)中包含的一個(gè)通道標(biāo)志位用以確定該數(shù)據(jù)為哪一通道轉(zhuǎn)換得到。如果只有一路模擬信號(hào)，可以將與連接在一起作為一個(gè)輸入通道，但輸出的數(shù)據(jù)中仍包含有通道標(biāo)志位。內(nèi)部有模擬輸入保護(hù)電路，因而容許輸入信號(hào)在到

3、范圍內(nèi)變化，如果要求的轉(zhuǎn)換精度較高，則輸入信號(hào)不得大于 且不能小于。 時(shí)鐘模式和工作時(shí)序?qū)⒃O(shè)置為低電平可啟動(dòng)轉(zhuǎn)換過(guò)程，在的下降沿，內(nèi)部采樣保持電路將進(jìn)入采樣模式，此時(shí)如果為高電平，則選擇內(nèi)部時(shí)鐘模式；若為低電平則選擇外部時(shí)鐘模式。圖給出了內(nèi)部和外部時(shí)鐘模式的時(shí)序圖。當(dāng)串行時(shí)鐘頻率小于或大于時(shí)，應(yīng)選擇內(nèi)部時(shí)鐘模式。當(dāng)工作于外部時(shí)鐘模式時(shí)，由于外部時(shí)鐘不僅要移出數(shù)據(jù)，而且要驅(qū)動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換，因此，轉(zhuǎn)換必須在內(nèi)完成，否則采樣保持電路中電容上電壓的降低可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)換結(jié)果精度的降低。轉(zhuǎn)換結(jié)束后，內(nèi)部振蕩電路被關(guān)閉，變?yōu)楦唠娖?，此時(shí)即可讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。 輸出數(shù)據(jù)格式表為內(nèi)部和外部時(shí)鐘模式下的串行輸出數(shù)據(jù)格式。由表

4、可知，串行數(shù)據(jù)輸出格式是高位在前，低位在后。讀取一個(gè)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)至少需要個(gè)時(shí)鐘周期，前三位始終為高電平（內(nèi)部時(shí)鐘模式時(shí)還包括位），第四位是通道標(biāo)志位，為表示通道，即數(shù)據(jù)為通道轉(zhuǎn)換所得；為表示通道，即數(shù)據(jù)為通道轉(zhuǎn)換所得；接下來(lái)就是位的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，最高有效位在前，每一位數(shù)據(jù)在上升沿被移出；轉(zhuǎn)換結(jié)束后，變?yōu)楦唠娖剑藭r(shí)呈高阻抗?fàn)顟B(tài)。表1 MAX14的數(shù)據(jù)輸出格式SCLK CYCLE1234567141516Dout(外部）EOC11CHIDD11D10D9D2D1D0Dout(內(nèi)部）111CHIDD11D10D9D2D1D0在水平調(diào)整儀中的應(yīng)用圖是成功應(yīng)用于水平調(diào)整儀的實(shí)例。該水平調(diào)整儀有兩路模擬信號(hào)，需

5、要對(duì)這兩路模擬信號(hào)進(jìn)行交替的轉(zhuǎn)換，并根據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果對(duì)兩個(gè)方向交替的信號(hào)進(jìn)行水平調(diào)整，正好可以滿足此要求。模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)放大和濾波后連接到的和端口。由于模擬信號(hào)電壓范圍為 因此可將的參考基準(zhǔn)電壓設(shè)置為 這樣可以提高轉(zhuǎn)換精度，也便于轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)的后續(xù)處理，的基準(zhǔn)電壓可由提供。與單片機(jī)的接口十分簡(jiǎn)單，只需三根線即可，該電路采用內(nèi)部時(shí)鐘模式，單片機(jī)通過(guò)編程產(chǎn)生串行時(shí)鐘，并按時(shí)序讀出數(shù)據(jù)，其轉(zhuǎn)換子程序 ;啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 ;延時(shí), 喚醒時(shí)間至少 ;開(kāi)始采樣 ;等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 , ;讀取高位存于中 ;讀一位數(shù)據(jù) ;數(shù)據(jù)位移入 , , , ;讀取低位存于中 ;讀一位數(shù)據(jù) ;數(shù)據(jù)位移入            , , 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)（位）可以存于中，通過(guò)標(biāo)志位可以區(qū)分和通道，然后將高位屏蔽即可得到實(shí)際的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。由于輸入信號(hào)一般都含有各種噪聲和干擾，為了得到精確的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，輸入信號(hào)應(yīng)串接一個(gè)的電阻，并接一個(gè)的旁路電容，以削弱開(kāi)關(guān)電容濾波器所產(chǎn)生的時(shí)鐘噪聲。編程時(shí)可采用數(shù)字濾波程序，如中值濾波，平均值濾波等。在設(shè)計(jì)電路板時(shí)，模擬信號(hào)輸入通路應(yīng)盡可能短，模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)應(yīng)分開(kāi)布線；模擬地與數(shù)字地也應(yīng)隔離，并在的地線附近將兩者短