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AD7714的工作原理及其應用

AD7714的工作原理及其應用

作者:佚名來源:不詳錄入:Admin 更新時間：2008-8-18 10:03:51 點擊數(shù)：32

【字體：

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表中0/DRDY對于寫操作,必須把0寫入該位,否則寫將無效。對于讀操作,該位將提供器件的DRDY標志,它與芯片的DRDY輸出引腳相同。

RS2~RS0為寄存器選擇位,對該寄存器寫時,由這3位決定對8個片內(nèi)寄存器中哪一個發(fā)生下一次的讀或?qū)懖僮�。RS2為最高位,RS0為最低位,RS2RS1RS0從000至111分別對應通信寄存器,模式寄存器,濾波器高寄存器,濾波器低寄存器,測試寄存器,數(shù)據(jù)寄存器,零刻度校準寄存器,滿刻度校準寄存器。

CH2~CH0為通道選擇。這3個位選擇用作轉(zhuǎn) 換或用作訪問校準系數(shù)的通道,如表2。

3.2模式寄存器

它是8位寄存器,可從中讀出數(shù)據(jù)或把數(shù)據(jù)寫入其中,寄存器格式如表3。

表3中MD2～MD0為AD7714的工作模式選擇位。MD2為最高位,MD0為最低位,MD2、MD1、MD0從000至111分別對應正常模式、自校準、零刻度系統(tǒng)校準、滿刻度系統(tǒng)校準、系統(tǒng)失調(diào)校準、背景校準、零刻度自校準、滿刻度自校準;

G2～G0為增益設置。G2、G1、G0從000至111分別對應的增益為1、2、4、8、16、32、 64、128。

BO為燒斷電流。上電或復位狀態(tài)為0。此位為1時燒斷電流連接至所選的模擬輸入對,一個連接到AIN(+)輸入端,一個連接到AIN( -)輸入端。

FSYNC為濾波器同步。此位為高電平時,數(shù) 字濾波器的結(jié)點、濾波器控制邏輯、校準控制邏輯以及模擬調(diào)制器均保持在其復位狀態(tài)。此位為低電平時,調(diào)制器和濾波器開始處理數(shù)據(jù)。

3.3濾波器寄存器

由濾波器高寄存器和濾波器低寄存器兩個8位的寄存器構(gòu)成(格式分別為表4,表5),它們都可讀寫。

表4中B/U為雙極性/單極性工作模式。此位為0選擇雙極性工作(上電或復位的缺省狀態(tài)),此位為1選擇單極性工作。

WL為字長度。此位為零則當從數(shù)據(jù)寄存器讀出時選擇十六位字長,此位為1則選擇24位字長。

BST為此位為0將減少模擬前端所取電流。為了減少AV_DD吸取的電流,當器件在f_CLKIN =1MHz或2.4576MHz、增益為1至4的情況下工作時,此位應當為0;當器件工作于f_CLKIN=2.4576MHz、增益為8至128情況下時,此位必須為1,以確保器件正常工作。

CLKDIS 為主時鐘禁止位。此位為1將禁止主時鐘出現(xiàn)在MCLKOUT引腳。這樣就可以斷開 MCLKOUT與系統(tǒng)中其他器件間的時鐘信號,以節(jié)省功率。

FS11~FS0為濾波器選擇。AD7714片內(nèi)提供 [sin(x)/ x ]³濾波器響應。寫入濾波寄存器的這12位數(shù)據(jù)決定濾波器截止頻率、濾波器第一個凹口的位置以及器件的數(shù)據(jù)輸出速率。與增益一起還決定器件的輸出噪聲和有效分辨率。濾波器第1個凹口發(fā)生的頻率f=f_CLKIN/128/ Num。其中Num是位FS0至FS11的十進制等效值,其范圍為19～4000^[2]。

3.4測試寄存器

測試器件時使用。上電或復位時缺省為全0。除測試外一般不用改變該寄存器的內(nèi)容,否則器件將不能正常工作。

3.5數(shù)據(jù)寄存器

它是一個只讀寄存器,包含器件最近的轉(zhuǎn)換結(jié)果。是否有新的的轉(zhuǎn)換結(jié)果由DRDY引腳是否變?yōu)榈碗娖經(jīng)Q定。通過寫濾波器高寄存器的WL 位,寄存器可編程為16位或24位寬度。

3.6零(滿)刻度校準寄存器

AD7714包括3個零(滿)刻度校準寄存器, 3個寄存器互相完全獨立,所以在全差分模式下,每一個輸入通道都有一個零(滿)刻度寄存器, 這些寄存器的每一個均為24位讀/寫寄存器,當寫這些寄存器時,必須寫入24位,否則將沒有數(shù)據(jù) 被送至寄存器。它與相應的滿(零)刻度寄存器一起使用以組成寄存器對,分別與各輸入通道相聯(lián)系。

4 AD7714的校準分析

AD7714提供許多校準選項,它們可通過模式寄存器的MD2、MD1、MD0位來編程。校準周期可以在任何時刻通過寫模式寄存器的這些位來開始。當環(huán)境工作溫度或電源電壓有變化時,應該在器件上啟動校準程序。如果在所選的增益、濾波器凹口或雙極性/單極性輸入范圍方面有變化,也應當啟動校準。

4.1自校準

通過把0,0,1寫入模式寄存器的MD2、MD1、MD0位,就可以開始器件的自校準。它自動完成零刻度自校準和滿刻度自校準兩種校準操作。器件也可以分別進行零刻度自校準和滿刻度自校準。但進行滿刻度校準前必須保證器件已包含有效的零刻度系數(shù)。分別進行校準的意義在于：在完全的自校準時序完成后,可由它本身實現(xiàn)另外的失調(diào)或增益校準,從而調(diào)整器件的零點或增益。例如校準參數(shù)中的一個(或是失調(diào)或是增益),將不會影響另一個參數(shù)。

4.2系統(tǒng)校準

該校準能補償增益和失調(diào)誤差以及它自己的內(nèi) 部誤差,也可用于消除模擬輸入端源阻抗的任何誤差。完成系統(tǒng)校準必須分為兩步。即零刻度系統(tǒng)校準和滿刻度系統(tǒng)校準。將零(滿)刻度點加至模擬輸入端,而后通過把0,1,0(0,1, 1)寫入模式寄存器的MD2、MD1、MD0來開始零(滿)刻度系統(tǒng)校準。注意,零刻度系統(tǒng) 校準必須先于滿刻度系統(tǒng)校準。

4.3背景校準

該校準模式把其校準步驟與正常轉(zhuǎn)換時序相交錯,即它提供連續(xù)的零刻度自校準。背景校準不提供任何滿刻度校準,因此在進行該校準前應當完成自校準。器件在該校準模式下消除了失調(diào)漂移。應當注意,器件在此模式下不應使用SYNC 輸入端或FSYNC位。

5 AD7714的工作時序及接口范例

AD7714和AT89C52的接口可以通過兩種方式實現(xiàn),一種是用AT89C52的RXD(P3.0)與AD7714的DATAIN和DATAOUT進行數(shù)據(jù)傳送, 并利用AT89C52的TXD自帶的時鐘信號提供給AD7714的SCLK;一種是用AT89C52的某一端口位(如P1.0)與AD7714的DATAIN和DATAOUT進行數(shù)據(jù)傳送,對另一端口位(如 P1.1)編程產(chǎn)生時鐘信號以提供給AD7714的SCLK。圖中給出了第一種連接方式,并通過監(jiān)視通信寄存器的DRDY位以確定數(shù)據(jù)寄存器何時有新數(shù)據(jù),當然也可以用AT89C52的一個端口位與 AD7714的DRDY引腳相連,以輪詢的方式來確定,另外還可以以中斷方式來實現(xiàn)。AD7714的讀/寫時序圖見圖2和圖3。