推荐产品3推荐产品2推荐产品1
新闻内容News
飞利浦业务面板飞利浦加速转型 面板业务已非核心业务大陆平板电视把脉中国:2011年15大高科技产业预测半导体产业地区2010年大陆半导体产业总产值超过1500亿元日本美国公司LED产业将迎来五年黄金发展期技术中国客户王翔:全面解读高通的中国节奏科技我市项目郑州高新技术产值逾千亿增三成[求助] 谁能告诉我FUJI的中国总代理三星日本销售额富士康郭台铭:定能取胜!让我们共同挑战三星电网变电站新能源智能电网未来十年投资加大

时钟数据信号高精度串行模数转换器MAX1032的应用

MAX1032是Maxim公司最新推出的一种多通道、多量程、低功耗、分辨率为14位的串行输出模数转换器。该器件具有转换速率高、功耗低、接口方便等优点,特别适合在航空电子、数据采集工业控制、多媒体、机器人等领域的应用。

  2 MAX1032的特性和结构

  2.1 MAX1032的特性

  (1)输入通道:八个单端或四个差分模拟输入;

  (2)输入范围:由软件编程确定(每通道独立), 单端输入范围为0V到+6V、 -6V到0V、 0V到+12V、-12V到0V、 ±3V、±6V及± 12V,;差分输入范围为±6V、±12V及±24V ;

  (3)接口特性:数据和信号接口电平与SPITM/QSPITM/MICROWIRETM兼容,可以和供电电压为2.7V至5.25V的计算机系统直接连接;

  (4)采样速率: 115ksps;

  (5)基准电压:可采用内部基准,也可采用外部基准,基准电压范围3.800V~4.136V。

  2.2 MAX1032的结构

  MAX1032内置14位逐次逼近寄存器和输入跟踪/保持电路,实现将模拟信号转换成14位数字信号,数据输出方式为串行。其内部结构和引脚排列分别如图1、图2所示。

  (1)CH0-CH7:模拟信号输入端。

  (2)CS:片选输入,低电平有效。只有置低时,数据才可同步输入(DIN)或输出(DOUT)。

  (3)DIN:串行数据输入。在CS为低时,DIN上的数据在SCLK的上升沿时刻输入片内。

  (4)SSTRB:串行触发输出。在内部时钟模式下,SSTRB的上升沿跳变表明转换完成;在外部时钟模式下,SSTRB一直为低电平。

  (5)SCLK:串行时钟输入。

  (6)DOUT:串行数据输出。在CS为低时,DOUT上的数据在SCLK的下降沿时刻输出;CS置高时,DOUT为高阻状态。

  (7)REF:内部基准电压输出或外部基准电压输入。在外部参考电压模式下,REF端可连接由外部电路提供的3.800V-4.0136V的基准电压;在内部参考电压模式下,REF端与AGND1端之间必须连接容量为1uF的滤波电容。

  图1 图1 MAX1032的内部结构

  图2 MAX1032的引脚

  3 工作原理

  在进行A/D转换之前,要确认被转换的模拟信号是否满足模数转换器只有17KΩ输入阻抗的要求,然后向MAX1032依次送入信号输入控制字和工作模式控制字。

  3.1 信号输入控制字

  信号输入控制字用来选择被转换的模拟通道、转换方式和转换范围,其格式如表1所示。

  表1 信号输入控制字

  3.2 工作模式控制字

  MAX1032有外部时钟、外部采样、内部时钟等三种工作模式,通过表2所示的工作模式控制字进行选择。

  (1) 外部时钟模式。在此模式下能达到最快的转换速率。SCLK控制模拟信号的采集及转换,这样在模拟信号的获取时,更加便于精度的控制。

  (2) 外部采样模式。在此模式下以最慢的转换速率达到最大限度的吞吐量。其主要特点是由SCLK控制模拟信号的采集、内部时钟控制模拟信号的转换。在前15个时钟周期内CS必须保持低电平,然后发生跳变并保持高电平。为了得到最佳的转换效果,应将DIN和SCLK置空闲位。

  (3) 内部时钟模式。在此模式下,内部时钟控制模拟信号的采集和转换,内部时钟在SCLK的第8个周期的下降沿后的100ns-400ns时间内启动转换,其速率大约为4.5MHz。转换结束后,SSTRB置位高电平、CS置位低电平导出转换结果。

  表2 工作模式控制字

  4 应用举例

  本文以MAX1032在DS87C520中的应用为例,介绍MAX1032与CPU的接口方法与软件设计。

  DS87C520介绍

  达拉斯公司生产的DS87C520是一种新型高速全静态CMOS单片机,其引脚和指令集与8051单片机完全兼容。DS87C520的处理器核心经过重新设计,一个机器周期只占4个时钟周期。实际应用表明,若时钟频率相同,DS87C520执行相同指令的速度是8051的1.5到3倍,加上DS87C520最高时钟频率为33MHz,而8051仅为12MHz,因此DS87C520为一款高速单片机,可以满足高速数据传输过程中的速率要求。此外,DS87C520还有两个全双工串行口、13个中断源、16KB片内 EPROM、1KB片内SRAM、双数据指针、电源电压下降自动复位、可编程看门狗定时器等丰富的硬件功能,使其具有了广阔的应用领域与前景。


  MAX1032与DS87C520的连接

  图3是MAX1032与DS87C520的应用连接。在本例中,我们采取的是内部时钟模式,工作模式控制字为10101000B。为了提高计算机系统的抗干扰能力,在MAX1032与DS87C520之间增加了高速光电耦合器6N136,以隔离现场干扰对计算机的影响。对MAX1032的控制是通过DS87C520的P1口进行的。其中,SSTRB反映了A/D转换的工作状态,可以用查询方式或中断方式监测该信号,以便及时读取正确的转换结果。

  程序采用C51语言编写,并在KEILC51 V6.20环境下通过了调试。程序的编写思路是:定义DS87C520的P1.0为MAX1032的片选信号CS,P1.1为数据输入DIN,P1.2为数据输出DOUT,ALE提供MAX1032的时钟信号SCLK。在确定并送入信号输入控制字和工作模式控制字后,A/D转换被启动,经过一段时间的延时(A/D转换),SSTRB端发生上升沿跳变,表明A/D转换结束。在时钟SCLK的作用下,从数据输出端DOUT读出两个字节长度的转换结果。将读出的数据存入两个无符号字符变量中,将这2个字符变量拼成一个16位无符号整型变量作用函数返回值返回,返回值的低14位有效。

  图3 MAX1032与DS87C520的连接

  4.3 软件设计

  按照图3连接的系统,完整的A/D转换子程序如下:

  // 采用P1口作控制

  sbit DOUT = P1^2 ; // 数据输出

  sbit CS = P1^0 ; // MAX1032片选

  #define uint unsigned int

  #define uchar unsigned char

  //MAX1032 14位A/D操作程序

  uint max1032(void)

  { uchar i;

  uchar hbyte,lbyte;

  cs=0; //低电平有效,开始转换

  for(i=0;i<8;i++) //延时,等待转换结束

  {

   _nop_();

  }

  SCLK=1;

  SCLK=0;

  //开始读数据

  hbyte=0;

  for(i=0;i<6;i++) //高6位

  {

  DOUT=1;

  SCLK=1;

  if (DOUT)

  { hbyte="Ox01"; }

  SCLK=0;

  if (i!=5)

  { hbyte<<=1; }

  }

  lbyte=0;

  for(i=0;i<8;i++) //低8位

  {

  DOUT=1;

  SCLK=1;

  if (DOUT)

  { lbyte="Ox01"; }

  SCLK=0;

  if (i!=7)

  { lbyte<<=1;}

  }

  }

  5 结论

  Maxim公司的高性能A/D系列的产品已在多种场合得到了广泛的应用,如高精度数据采集系统、工业过程控制、便携式数字仪表、医疗仪器等。本文介绍了Maxim最新推出的14位多通道串行ADC MAX1032的性能和特点,给出了典型的应用实例及程序,读者可将其灵活运用于自己的系统设计中。

电流电源噪声瑞萨推出R2A20114功率因数校正控制IC美元费用微软IT公司研发费用排名 英特尔AMD分别居第三第十卡尔电极感应Freescale推出高效智能触摸感应解决方案MPR121路由器频率网络基于FPGA的多时钟片上网络设计连接器电缆阻抗安费诺TCS推出XCede新品:85欧姆连接器和高速电缆方案标准城市智慧韦乐平:物联网复杂 RFID就有250个标准三星苹果美元苹果成本控制调查:代工厂一根灯管电费也要省全球半导体市场规模将因地震而扩大废旧企业手机家电回收:在“废”“弃”中重生
 0.8132209777832 s