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16位串行模数转换器MAX1132的特性及应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:MAX1132是美国MAXIM公司生产的16位串行模数转换器,文章介绍了MAX1132的工作原理、接口特点及使用方法,给出了它在数据采集系统中的硬件电路和软件程序。
  关键词:模数转换器;MAX1132;数据采集
  
  1引言
  
  模数转换器(ADC)是现代测控中非常重要的环节,它一般分为串行模数转换器和并行模数转换器。后者虽然传输速度快,但引脚多、体积大、占用单片机口线多;而串行ADC的传输速率也可以做的很高,并且具有体积小、功耗低、占用单片机口线少等优点。因此,串行ADC的应用越来越广泛。
  
  MAX1132是MAXIM公司生产的单电源、低功耗、16位、单/双极性转换的高精度串行逐次逼近型ADC。其内部带有跟踪/保持及校准电路,可使用内部或外部参考电压及时钟。采样速率最高可达到200ksps最低消耗电流为7.5mA。若工作于关闭模式,消耗电流可降低到2.5μA。该ADC可应用于工业过程控制、数据采集系统、便携式数据记录、医疗或掌上设备以及系统检测等领域。
  
  2MAX1132的引脚功能
  
  MAX1132是可编程的单通道ADC,采用20引脚SSOP封装形式,其引脚排列如图1所示。各引脚的功能如下:
  
  REF:参考电压缓冲输出/ADC参考电压输入,可用作模数转换的参考电压;
  
  REFADL:参考带隙输出端/参考带隙缓冲输入端;
  
  AGND:模拟地;
  
  AVDD:+5V±5%模拟电源;
  
  DGND:数字地;
  
  SHDN:关闭控制输入端;
  
  P0、P1、P2:分别为用户可编程输出0,1,2;
  
  SSTRB:串行选通输出端;
  
  DOUT:串行数据输出端;
  
  RST:复位引脚;
  
  SCLK:串行数据时钟输入端;
  
  DVDD:+5V±5%数字电源;
  
  DIN:串行数据输入端;
  
  CS:片选端;
  
  CREF:旁路缓冲参考端;
  
  AIN:模拟输入端。
  
  3工作原理
  
  MAX1132通常由时钟将控制字节从串行数据输入端(DIN)打入其内部移位寄存器,以决定其工作模式并启动转换。当CS变低或一次转换(或校准)结束以后,DIN端接收到的第一个逻辑“1”被定义为控制字节的开始位(MSB)。在该位到达前,由时钟打入DIN的逻辑“0”均无效,DIN的每位数据均在每个SCLK的上升沿打入MAX1132内部移位寄存器。值得注意的是:如果在当前的转换完成以前,一个新的开始位被时钟打入的话,当前的转换就会被中断,同时开始新的输入信号采集。
  
  MAX1132可用外部或内部时钟完成逐次逼近转换,但两种模式均用外部时钟将数据移入器件或从器件中移出。在外部时钟模式下,数据的移入移出和转换步骤均由外部时钟控制。内部时钟模式下的转换时钟由MAX1132内部时钟发生器产生,速率最高可达8MHz。一般要求完成一次转换的周期是8个SCLK的整数倍。MAX1132具有短采集(24SCLK)和长采集(32SCLK)两种工作模式。单极性输入时,直接输出二进制数;双极性输入时,输出的是二进制补码。
  
  MAX1132还带有3个用户可编程的输出口(P0、P1、P2),它们均采用推挽式CMOS输出,可用来驱动多路转换开关或PGA。这三个编程口在缺省状态下的输出均为零,并且在硬件关闭模式期间均保持不变,此外,它们在上电置位时,也均被置零。
  
  图2
  
  4MAX1132的应用
  
  在笔者研制开发的网络地电影像仪系统中,由于需要检测的地电信号的幅值范围较大,检测信号精度要求高,信号采集时间短,而且需要采集的信号通道多,因此对ADC的性能提出了很高的要求。而MAX1132具有双极性转换模式,转换的电压范围可达到-12V~+12V,比其他ADC转换电压范围要宽;它的精度达到16位,转换速度最高可达到200ksps,足以满足系统对精度和速度的要求;虽然它内部没有集成多路转换开关,但本身带有三个用户可编程输出口,可以很方便地控制

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