16位A/D转换器

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徽梁
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1 16 位 A/D 转换器 anyh 是双竞公司新推出的 16 位 A/D 转换器, 具有两个全差分输入通道, 可用于测量低频模拟信号这种器件带有增益可编程放大器, 可通过软件编程来直接测量传感器输出的各种微小信号具有分辨率高动态范围广自校准等特点, 因而非常适合于工业控制仪表测量等领域

2 16 位 A/D 转换器 1. 概述是双竞公司新推出的 16 位 A/D 转换器, 具有两个全差分输入通道, 可用于测量低频模拟信号这种器件带有增益可编程放大器, 可通过软件编程来直接测量传感器输出的各种微小信号具有分辨率高动态范围广自校准等特点, 因而非常适合于工业控制仪表测量等领域 -V12 Page 1

3 2. 特点具有 16 位无丢失代码 ; 非线性度为 0.003%; 增益可编程, 其可调整范围为 1~128; 输出数据更新率可编程 ; 可进行自校准和系统校准 ; 带有三线串行接口 ; 采用 3V 或 5V 工作电压 ; 功耗低 3. 顶视图 4. 管脚说明 : 串行接口时钟输入端 MCLK IN: 芯片工作时钟输入可以是晶振或外部时钟, 其频率范围为 500KHz 到 5MHz MCLK OUT: 时钟信号输出当用晶振作为芯片的工作时钟时, 晶振必须接在 MCLK IN 和 MCLK OUT 之间如果采用外部时钟, 则 MCLK OUT 可用于输出反相时钟信号, 以作为其他芯片的时钟源该时钟输出可以通过编程来关闭 CS : 片选端, 低电平有效 RESET : 芯片复位端口当该端为低电平时, 芯片内的接口逻辑自校准数据滤波器等均为上电状态 AIN1(+),AIN1(-): 分别为第 1 个差分输入通道的正端与负端 AIN2(+),AIN2(-): 分别为第 2 个差分输入通道的正端与负端 REF IN(+),REF IN(-): 分别为参考电压的正端与负端 DIN: 串行数据输入端 DOUT: 转换结果输出端 RDRY:A/D 转换结束标志 -V12 Page 2

4 5. 工作原理和使用说明是一个完整的 16 位 A/D 转换器在应用时只需接晶体振荡器精密基准源和少量去耦电容即可连续进行 A/D 转换下面简单介绍它的工作原理和特性可编程增益放大器与有效分辨率片内的增益可编程放大器 PGA 可选择等八种增益之一, 并可利用它将不同幅度范围的各类输入信号放大到接近 A/D 转换器的满标度电压再进行 A/D 转换该应用电路中不使用放大电路, 因此有利于提高转换质量当电源电压为 5V, 基准电压为 2.5V 时, 可直接接受从 0~+20mV 到 0~2.5V 摆幅范围的单极性信号和从 0~±20mV 到 0~±2.5V 范围内的双极信号必须指出 : 这里的负极性电压是相对 AIN(-) 或 COMMON 引脚而言的, 因此, 应将这两个引脚偏置到恰当的正电位上当输入的模拟信号被 A/D 转换器连续采样时, 其输出更新率是可编程的应当注意 : 输出的更新速度越快, 其有效分辨率越低, 但最低不得低于 13 位有效分辨率读写时序可以直接与 AT89C51 进行接口用到的数据线有片选 CS 串行时钟输入指令或数据输入 DIN 以及转换结果输出 DOUT 等只有在状态信号 DRDY 指示输出数据寄存器的数据准备就绪时, 单片机才可以读取转换结果图 2 和图 3 分别给出了读写数据周期的时序图片内寄存器内含八个寄存器对芯片的所有操作都必须先从写通信寄存器开始当上电或复位后, 芯片的等待指令数据即被写入通信寄存器下面介绍中的几个常用寄存器通信寄存器 -V12 Page 3

5 通信寄存器是可以读 / 写的 8 位寄存器, 其具体的格式如下 : 格式中括号内的数字为上电复位的缺省值, 左边为最高位, 右边是最低位现说明如下 : DRDY : 写操作时, 必须把 0 写到此位, 以保证对通信寄存器写操作的顺利完成若将 1 写到此位, 则后续的各位将不能被写入该寄存器 RS2~RS0: 寄存器选择位用于选择下次操作要访问的寄存器常用的寄存器有通信寄存器 (000), 设置寄存器 (001) 和数据寄存器 (011) 等 R/W: 读 / 写选择, 用于指明下次对寄存器的操作时读还是写 STBY: 等待模式写 1 时, 器件处于等待或掉电状态, 此时电流约为 10uA 写 0 时为正常工作模式 CH1 CH0: 输入通道选择设置寄存器设置寄存器也是一个 8 位寄存器, 该寄存器必须先在通信寄存器中选择后才能进行读或写它主要用于选择工作模式和输入增益时钟寄存器时钟寄存器是一个可读可写的 8 位寄存器, 主要用于设置输出更新速率数据寄存器数据寄存器是一个 16 位的只读寄存器, 用于存放的最新转换结果 -V12 Page 4

6 与 AT89C51 的接口在图 4 所示的应用电路中, 用 AT89C51 与直接相连来对剑杆织机中的压力传感器信号进行模数转换压力传感器的输出为 0~10V 的电压信号, 而在增益为 1 时的满量程为 2.5V, 因此应对输入电压进行分压为了能用软件有效地控制的复位, 图 4 中特意把 RESET 与 AT89C51 的 P1.2 相连, 这样可以保证能可靠的复位在应用时, 把 DRDY 接到 AT89C51 的 INT1, 可以使在转换结束后使单片机产生中断, 以读取最新的转换数据下面是用进行数据转换的程序清单源程序清单 : EQU P1.0 DATAP EQU P1.1 RESETP EQU P1.2 ; Init ; 初始化 7705 Init7705: DJNZ RESETP R7,#15 R7,$ SETB RESETP ; 保证能可靠地复位 A,#20H ; 选择时钟寄存器 LCALL Write7705 -V12 Page 5

7 A,#OCH ;50Hz 的转换频率 LCALL Write7705 A,#10H ; 选择设置寄存器 LCALL Write7705 A,#44H ; 自校准模式, 增益为 1 LCALL Write7705 RET ; Init ; Write ; 输出一个字节到 7705 Write7705: CS R7,#7 W7705_1: RL C,ACC.7 DATAP,C A SETB DJNZ RL R7,W7705_1 C,ACC.7 DATAP,C A SETB -V12 Page 6

8 SETB DATAP RET ; Write ; Read ; 读 7705 的转换结果 Read7705: PUSH PSW PUSH 7 A,#38H ; 选择数据寄存器 LCALL Write7705 R7,#8 ; 读取高位字节 CS R7705_1: SETB RLC DJNZ C,DATAP A R7,R7705_1 30H,A ; 保存高位字节 R7,#8 ; 读取低位字节 R7705_2: -V12 Page 7

9 SETB RLC DJNZ C,DATAP A R7,R7705_2 31H,A ; 保存低位字节 POP 7 POP PSW RET ; Read ; ExtInt ; 外部中断 1 的中断例程当 GC7705 的 AD 转换结束后便会发生中断 ExtInt1: PUSH LCALL POP ACC Read7705 ACC RET1 ; ExtInt V12 Page 8

10 10~10.65mm 7.4~7.6mm 6. 封装尺寸 SOP16L(W) 封装 10~10.5mm mm 0.35~0.49mm 2.35~2.65mm 7. 订货信息订货型号 P 供货方式 SOP16L(W) 封装, 塑管, 每管 45 个 8. 文档修改记录更改版本更改内容 ( 每行一项 ) 更改日期 & 更改者 ( 简写 ) V11 添加订货信息 by anyh V12 添加封装尺寸修改封装尺寸, 改为 SOP16L(W) 封装 ; 修改订货信息, 由 50 改为 by anyh by anyh 9. 文档信息创建日期 : V12 Page 9

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