高精度串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器MAX1032的應(yīng)用

在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換之前，要確認(rèn)被轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)是否滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換器只有17KΩ輸入阻抗的要求，然后向MAX1032依次送入信號(hào)輸入控制字和工作模式控制字。

3．1 信號(hào)輸入控制字

信號(hào)輸入控制字用來(lái)選擇被轉(zhuǎn)換的模擬通道、轉(zhuǎn)換方式和轉(zhuǎn)換范圍，其格式如表1所示。

表1 信號(hào)輸入控制字

3.2 工作模式控制字

MAX1032有外部時(shí)鐘、外部采樣、內(nèi)部時(shí)鐘等三種工作模式，通過(guò)表2所示的工作模式控制字進(jìn)行選擇。

（1） 外部時(shí)鐘模式。在此模式下能達(dá)到最快的轉(zhuǎn)換速率。SCLK控制模擬信號(hào)的采集及轉(zhuǎn)換，這樣在模擬信號(hào)的獲取時(shí)，更加便于精度的控制。

（2） 外部采樣模式。在此模式下以最慢的轉(zhuǎn)換速率達(dá)到最大限度的吞吐量。其主要特點(diǎn)是由SCLK控制模擬信號(hào)的采集、內(nèi)部時(shí)鐘控制模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換。在前15個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)CS必須保持低電平，然后發(fā)生跳變并保持高電平。為了得到最佳的轉(zhuǎn)換效果，應(yīng)將DIN和SCLK置空閑位。

（3） 內(nèi)部時(shí)鐘模式。在此模式下，內(nèi)部時(shí)鐘控制模擬信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換，內(nèi)部時(shí)鐘在SCLK的第8個(gè)周期的下降沿后的100ns-400ns時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，其速率大約為4.5MHz。轉(zhuǎn)換結(jié)束后,SSTRB置位高電平、CS置位低電平導(dǎo)出轉(zhuǎn)換結(jié)果。

表2 工作模式控制字

4 應(yīng)用舉例

本文以MAX1032在DS87C520中的應(yīng)用為例，介紹MAX1032與CPU的接口方法與軟件設(shè)
計(jì)。

DS87C520介紹

達(dá)拉斯公司生產(chǎn)的DS87C520是一種新型高速全靜態(tài)CMOS單片機(jī)，其引腳和指令集與8051單片機(jī)完全兼容。DS87C520的處理器核心經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)，一個(gè)機(jī)器周期只占4個(gè)時(shí)鐘周期。實(shí)際應(yīng)用表明，若時(shí)鐘頻率相同，DS87C520執(zhí)行相同指令的速度是8051的1.5到3倍，加上DS87C520最高時(shí)鐘頻率為33MHz,而8051僅為12MHz，因此DS87C520為一款高速單片機(jī)，可以滿足高速數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的速率要求。此外，DS87C520還有兩個(gè)全雙工串行口、13個(gè)中斷源、16KB片內(nèi) EPROM、1KB片內(nèi)SRAM、雙數(shù)據(jù)指針、電源電壓下降自動(dòng)復(fù)位、可編程看門狗定時(shí)器等豐富的硬件功能，使其具有了廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域與前景。

MAX1032與DS87C520的連接

圖3是MAX1032與DS87C520的應(yīng)用連接。在本例中，我們采取的是內(nèi)部時(shí)鐘模式，工作模式控制字為10101000B。為了提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的抗干擾能力，在MAX1032與DS87C520之間增加了高速光電耦合器6N136，以隔離現(xiàn)場(chǎng)干擾對(duì)計(jì)算機(jī)的影響。對(duì)MAX1032的控制是通過(guò)DS87C520的P1口進(jìn)行的。其中,SSTRB反映了A／D轉(zhuǎn)換的工作狀態(tài)，可以用查詢方式或中斷方式監(jiān)測(cè)該信號(hào)，以便及時(shí)讀取正確的轉(zhuǎn)換結(jié)果。

程序采用C51語(yǔ)言編寫，并在KEILC51 V6．20環(huán)境下通過(guò)了調(diào)試。程序的編寫思路是：定義DS87C520的P1.0為MAX1032的片選信號(hào)CS，P1.1為數(shù)據(jù)輸入DIN,P1.2為數(shù)據(jù)輸出DOUT，ALE提供MAX1032的時(shí)鐘信號(hào)SCLK。在確定并送入信號(hào)輸入控制字和工作模式控制字后,A/D轉(zhuǎn)換被啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的延時(shí)（A/D轉(zhuǎn)換），SSTRB端發(fā)生上升沿跳變，表明A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束。在時(shí)鐘SCLK的作用下，從數(shù)據(jù)輸出端DOUT讀出兩個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)換結(jié)果。將讀出的數(shù)據(jù)存入兩個(gè)無(wú)符號(hào)字符變量中，將這2個(gè)字符變量拼成一個(gè)16位無(wú)符號(hào)整型變量作用函數(shù)返回值返回，返回值的低14位有效。