1 概述
title="ADSl258">ADSl258是TI公司推出的一款高精度、低功耗、低噪聲的16通道(多路復(fù)用的)24位△一∑型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),其內(nèi)部集成了輸入多路復(fù)用器、模擬低通濾波器、數(shù)字濾波器等功能。內(nèi)部有多種控制寄存器,用戶通過不同的配置得到不同的A/D采樣速率、采樣模式、A/D轉(zhuǎn)換精度等。適用于對性能、功耗要求高、模擬通道要求多的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
2 ADSl258主要特點及引腳功能
2.1 主要特點
△一∑ADC,24位轉(zhuǎn)換精度,定通道采樣速率為125 Ks/s(可編程),自動通道檢測通道采樣速率為23.7 Ks/s(可編程);
模擬輸入多路復(fù)用器可配置成8路差分輸入或16路單極輸入。多路復(fù)用器的輸出可通過外部獲得,這就能在ADC輸入之前采用共享的信號調(diào)節(jié)通道;
0.5μV/℃的失調(diào)漂移、最大0.001 0%的滿量程整數(shù)非線性誤差;
工作電壓范圍為2.7~5.25 V;
內(nèi)部帶有針對低噪聲性能進(jìn)行了專門優(yōu)化的5階正弦數(shù)字濾波器;
帶有串行外設(shè)接口(SPI);
與其他ADC相比,ADSl258具有精度高、轉(zhuǎn)換數(shù)率快、功耗低、工作性能好等特性,適用于設(shè)備與系統(tǒng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、醫(yī)療、航空電子、測試測量等多通道應(yīng)用場合。
2.2 引腳功能
ADSl258采用QFN一48小型封裝,各引腳功能定義如下:
AINO~AINl5:模擬信號輸入端;
GPl00~GPl07:GPIO信號輸入/輸出端;
CLKSEL:時鐘信號選擇輸入端;
SCLK:SPI接口時鐘輸入端;
DIN:SPI接口數(shù)據(jù)輸入端;
DOUT:SPI接口數(shù)據(jù)輸出端;
DRDY:數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好輸出端;
START:數(shù)據(jù)開始轉(zhuǎn)換信號輸入端;
CS:SPI接口片選端;
VREFN:參考電壓輸入端(+);
VREFP:參考電壓輸入端(一);
ADCINN:模擬差分輸入端(一);
ADCINP:模擬差分輸入端(+);
MUXOUTN:多路復(fù)用器差分輸出端(一);
MUXOUTP:多路復(fù)用器差分輸出端(+);
DVDD:數(shù)字電源,2.7~5.25 V;
RESET:復(fù)位端。[next]
2.3 結(jié)構(gòu)原理
圖l為ADSl258的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。ADSl258主要由模擬多路開關(guān)(MUX)、可共享的信號調(diào)理通道、4階△一∑ADC、5階正弦數(shù)字濾波器、SPI接口、GPIO接口、時鐘發(fā)生器、控制器等組成。模擬信號從AINO~AINl5引腳輸入,通過多路模擬開關(guān)可將其配置成8路差動輸入或16路單極輸入,通過共用的信號調(diào)理通道,輸入到4階△一∑ADC實現(xiàn)24位A/D轉(zhuǎn)換,通過數(shù)字濾波器,最終以SPI接口的形式輸出數(shù)字信號。在使用外部可共享的信號調(diào)理通道時,根據(jù)實際情況,可關(guān)閉所使用的調(diào)理通道,只需將寄存器CONFIGO的第4位(BYPAS)置0即可關(guān)閉外部調(diào)理通道,直接在ADSl258內(nèi)部實現(xiàn)連接。但是,在大多數(shù)使用條件下,為獲得更高的A/D轉(zhuǎn)換精度,建議使用外部信號調(diào)理通道。
ADSl258采用4線制(時鐘信號SCLK、數(shù)據(jù)輸入DIN、數(shù)據(jù)輸出DOUT和片選)SPI通信方式,由于ADSl258無法控制SPI何時開始傳輸,而是由主機(jī)控制數(shù)據(jù)傳輸,因此ADSl258只能工作在SPI通信的從模式下,設(shè)計時可通過各種主控制器控制ADSl258片上的寄存器,并通過SPI接口讀寫這些寄存器。通過SPI接口進(jìn)行通訊時,必須保持CS信號為低電平,DRDY引腳用于表明轉(zhuǎn)換是否完成,DRDY為低時,說明轉(zhuǎn)換已完成,可以直接通過通道讀取數(shù)據(jù)或通道讀數(shù)據(jù)命令從DOUT引腳上讀出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。SPI通信,可同步發(fā)送和接收數(shù)據(jù),而且數(shù)據(jù)也可利用SCLK和DIN,DOUT信號同步移動。在SCLK的下降沿,系統(tǒng)通過DIN向ADSl258發(fā)送數(shù)據(jù);而在SCLK的上升沿,系統(tǒng)則通過DOUT從ADSl258讀取數(shù)據(jù)。DlN和DOUT也通過一條雙向信號線與主控制器相連。圖2給出SPI通訊時序圖。