MAX1241的介绍与应用

MAX1241芯片介绍MAX1241是低功耗，12位串行模数转换器，共有8个管脚，工作电压为+2.7+5.5V，连续AD转换时间为7.5s，跟踪时间为1.5s，片上自备时钟及采样保持电路。在芯片以73ksps最大采样速率工作时，消耗功率仅为37mw(Vdd=3V)。关闭模式也可以降低功耗，但这时传输速率也会降低。MAX1241需要一个外部参考电压，参考电压输入范围一般为02.5V，MAX1241能接收的电压范围为02.5V，输入电压过大会烧掉芯片，一般不应超过3V。MAX1241具有一个3线连续接口，直接与微控制器的I/O口相连，并与SPI和MICROWIRE接口相兼容。SPI接口是一种三线制接口，这三线分别是片选线CS，数据线DOUT，时钟信号线SCLK。SCLK的下降沿输出数据，数据位为先高后低依次出现。MAX1241内部结构如图1所示。当把MAX1241的模式控制端SHDN置低时，芯片处于关闭模式或称休眠模式，此时工作电流低于15A，置高后，它能在4s内从休眠状态转到工作状态。如不使用，可以接高电平或悬空。转化过程在开始加电20ms内不要有任何转换工作。将CS置低电平后，开始转化。在CS的下降沿，采样保持电路进入保持状态，而且转化正式开始，经过一段内部转化时间后，转化结束的标志是Dout信号置高。数据然后能在外部时钟的作用下依次送出。操作过程 使用CPU上的一个通用I/O接口去拉低CS，保持SCLK低电平。 等待最大转换时间或查询DOUT是否为高电平来决定转换是否结束。 转换结束后，在SCLK的下降沿开始DOUT数据输出。 在第13个脉冲将CS置高，如果CS继续保持低电平，以下输出数据为0。 在开始一次新的转换之前，等待最小规定时间tcs，这期间CS应为高电平。如果在转换过程中通过拉高CS来放弃转换，在开始一段新的转换之前，也要等待一段时间(tacq)。CS必须在所有数据转换结束前一直保持低电平。MAX1241的典型应用电路如图2所示。MAX539是12位串行DA转换芯片，其使用方法与MAX1241大致相同，接口标准也符合SPI总线标准，MAX539的内部增益为2，因此其输入与输出的关系如下表所示，应用电路如图3所示。v MAX1241是一种低功耗、低电压的12位串行ADC。它使用逐次逼近技术完成A/D转换过程。最大非线性误差小于1LSB，转换时间9s。采用三线式串行接口，内置快速采样/保持电路。其结构和引脚定义如图9-15所示 v MAX1241的管脚功能如表9-3所示。采用单电源供电，动态功耗在以每秒73K转换速率工作时，仅需0.9mA电流。在停止转换时，可通过SHDN控制端使其处于休眠状态，以降低静态功耗。休眠方式下，电源电流仅1A。管 脚名 称功 能参 数1VDD电源输入+2.7+5.2V2VIN模拟电压输入0VREF3SHDN节电方式控制端“0”节电方式（休眠状态）“1”或浮空工作4REF参考电压VREF输入端10VVDD5GND模拟、数字地6DOUT串行数据输出三态7CS芯片选通“0” 选通“1” 禁止8SCLK串行输出驱动时钟输入频率范围：02.1MHzMAX1241的工作时序如图9-16所示v MAX1241A/D转换器与8051的接口v MAX1241与微机接口的实现有二种选择，一是使用普通端口，利用程序实现串行输入。另一种则是直接使用串行口。前者输入速度低，后者需占用串行通讯口。这两种接口方式的电路图如图9-17所示。v 图9-17（a）中，接口使用三位通用I/O端口P1.0P1.2。其中P1.0用于片选信号。P1.2为数据输入，P1.1产生驱动脉冲SCLK。按此接口电路的采集程序如下：MOV A，#00HMOV R6，#04HMOV R7，#08HCLR P1.2CLR P1.0；A/D片选有效，启动转换 WAIT:JNB P1.2, WAIT；等待A/D转换结束 GAOWI:SETB P1.1CLR P1.1MOV C, P1.2；输入一位数据 RLC ADJNZ R6, GAOWI；判高4位是否移出MOV 21H, A ；存高4位的转换结果DIDW:SETB P1.1CLR P1.1MOV C, P1.2RLC ADJNZ R7, DIWIMOV 20H, A ；存低8位的转换结果SETB P1.1CLR P1.1SETB P1.0RETv 当使用8051的串行口与MAX1241连接时，如图9-17（b）串行口应工作在方式0，即同步移位寄存器方式。此时，串行口的RXD被用于接收MAX1241