AD7888是美国模拟器件AD公司推出的一款高速低功耗12位模数转换器.doc

AD7888的特点AD7888是美国模拟器件AD公司推出的一款高速低功耗12位模数转换器，可以在+2.7+5.25V单电源模式下工作，见图2。其最大转换速率可达到125k SPS。AD7888的输入采样/保持电路在500ns内获取一个信号，采用单端采样模式，包含8个单端模拟输入，从AIN1到AIN8，模拟输入电压从0VREF。AD7888内部具有用做A/D转换的换的2.5V基准电压源，REFIN/REFOUT管脚允许用户访问这个基准。另外，该管脚也可以使用外部基准电压，范围从1.2V到VDD。CMOS的制造工艺确保了低功率消耗，正常工作时为2mW，掉电状态下为3W。该器件采用16脚SOIC和TSSOP外形封装。可以选择多种电源管理模式（包括数据转换后自动处于掉电模式），与多种串行接口兼容，如SPI/QSPI/MICOWIRE/DSP。AD7888引脚功能及符号说明见图3、表1、表2。图2 AD7888模数转换器图3 控制器位功能描述表1 AD7888模数转换器管脚表2 引脚符号及说明在AD7888中，控制寄存器是8位的只写寄存器。数据在时钟周期信号的上升沿从AD7888的DIN引脚载入，在此同时获取外部模拟量转换的结果。每次数据的传输需要准备16个连续时钟信号。数据只能在片选信号下降沿之后的前8个时钟脉冲的上升沿装入控制寄存器。串行接口：在图4中显示了详细的串行接口时序图，串行时钟提供了转换时序，且控制AD7888转换信息的输入输出。CS初始化数据传送和转换处理。在其下降沿之后的1.5个时钟周期开始采样输入信号，这段时间表示为tACQ（获取时间）。这是从DIN输出到控制寄存器的MSB位为DONTC一个原因。在自动关断模式下获取时间必须要虑及5s的唤醒时间。整个转换过程还需要14.5个时钟周期来完成。上升沿之后，总线返回高阻状态。如果继续保持低电平，则准备新一轮的转换。进行采样的输入通道的选择是提前写入控制寄存器的，因此在转换时，用户必须提前写入以备通道的转换。也就是说，在进行当前转换时，用户就必须提前写入通道的地址以备下次转换使用。设计中初始化时，先做一次写控制寄存器的操作，将需要转换的通道信息写入控制寄存器中。写信息到控制寄存器应该在数据传送的前8个SCLK上升沿进行。控制寄存器经常在数据传送发生时进行写操作。从器件中读数据时用户必须经常仔细地在PIN线上设置正确的信息。接口与驱动串行外围设备接口SPI（serial peripheral interface）总线技术是Motorola公司推出的一种同步串行接口。SPI总线是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，所以其实现软件就相当简单。AD7888与多种串行接口兼容，可以根据使用的控制芯片在设计中灵活的使用，从经济的角度出发选择普通的MCU芯片AT89S52，使用程序可方便地实现对SPI总线的控制。图4 串行接口时序图AD7888与MCU之间的接口关系如图5所示。为了能够获得稳定的数据，AD7888与MCU之间加入光隔离器。光隔离器件采用的是隔离电压高、速度快、共模抑制性强的6N137。由于6N137的速度快，编程中不需要进行延时就能满足光隔离器的电平建立时间。试验表明通过光隔离器，获得的稳定数据能够增加34位(二进制位)。AD7888的CS接地，使AD888始终工作在SPI接口模式。对每个接口模块的控制是通过74LSl25的三态允许端来实现的。对其中一个SPI接口操作时，使其74LSl25处于选通状态，而其他SPI接口的74LSl25处于高阻状态。这样可实现微处理器单独对一个接口进行操作，而不影响其他接口。CPU通过对三态缓冲器74LSl25控制，可实现多个接口共用相同的数据线。AD7888所采样的七路电压信号经过分压以后电压都在2.5V以内，所以这里可以直接使用芯片内置的+2.5V参考电压，在程序中必须将控制器的REF位置清为“0”。图5 AD7888与MCU连接图子程序入口参数Adcaddres通过设置控制寄存器来修改采样通道和工作模式unsigned int get_ad(unsigned char Adcaddres) /写入控制字和读出转换数据 unsigned char i,j;unsigned char Strdatah,Strdatal,Tempdata;unsigned int Strdata;Tempdata=00;Strdatah=00;Strdatal=00;Strdata=0;Ad_cs(0); /使能AD7888片选有效Ad_sclk=1;for(i=0;ii); /先移出最高位Ad_sclk=0;for(j=0;j2;j+);Ad_sclk=1;for(j=0;j2;j+);Strdatah=Ad_dout; Strdatah=Strdatah(7-i);Tempdata=Tempdata | Strdatah;Strdatah=Tempdata;Tempdata=00;for(i=0;i8;i+)/从AD7888中读取低8位采样码 Ad_sclk=0;for(j=0;j2;j+);Ad_sclk=1;Strdatal=Ad_dout;Strdatal=Strdatal(7-i);Tempdata=Tempdata | Strdatal;for(j=0;j=8,unsigned int datasLEN; /因此用指针记录而不是直接记录最大值和最小值unsigned int average=0; /清零，用来计算平均值pmax=0;pmin=0;for ( pdat=0;pdatLEN;pdat+)/采样所得数据存入数据表中dataspdat = get_ad(Adcaddres);DelayMs(006);for(i=0;i0;i-)if(datasi-1dataspmax)/记录数组中最大值的下标pmax=i-1;if(datasi-1SHIFT); /求算术平均值设计中需要注意的问题单片机连接多个外围芯片时需要注意几个问题，首先要保证这几个外设的使能有效信号绝对区分开来，通过CPLD译码产生片选来激活不同的外设，否则多个外设的数据就会同时出现在数据总线上，造成数据冲突，接受错误，其次要从地址上区分开对外部设备寄存器的读写操作，同一时刻不能对多个外设进行读或写操作。由于AD7888是高分辨率的ADC，因而电源的耦合电路尤为重要。因此在印制电路板设计时，应对所有的模拟电源输入加一级去耦电