高精度AD轉(zhuǎn)換器LTC1606及其應(yīng)用

1、高精度AD轉(zhuǎn)換器LTC1606及其應(yīng)用摘要：介紹了一種高精度單通道16位并行輸出A/D轉(zhuǎn)換器LTC1606的功能特點和工作過程，給出了LTC1606與DSP芯片TMS320LF2406A的硬件接口方法以及和數(shù)據(jù)采集相關(guān)的主要匯編源程序。關(guān)鍵詞：LTC1606 DSP 數(shù)據(jù)采集的主要特點是公司生產(chǎn)的具有采樣保持功能的位高速。該分辨率高，采樣速率高、功耗小，可在高精度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。其主要特點如下：含有位采樣保持功能的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；采樣速率，信噪比達；信號輸入范圍為；采用單電源供電，典型功耗為；片內(nèi)自帶基準(zhǔn)源，也可以外接基準(zhǔn)源；片內(nèi)自帶同步時鐘；采用腳封裝；帶有和兼容的位并行輸出端口。的引

2、腳介紹及使用說明 的引腳介紹的引腳排列圖如圖所示，各引腳功能及使用說明如下：模擬量輸入端，使用時應(yīng)通過的電阻連接到需轉(zhuǎn)換的模擬輸入，滿量程為；、：模擬地；：基準(zhǔn)源輸入端，通常接的旁路鉭電容，也可以接外部基準(zhǔn)源；：基準(zhǔn)緩沖輸出，應(yīng)接電容旁路到地；：三態(tài)數(shù)據(jù)輸出端，當(dāng)為高或 為低時，輸出為高阻態(tài)；：數(shù)字地；：三態(tài)數(shù)據(jù)輸出端，當(dāng)為高或 為低時，輸出為高阻態(tài)；：字節(jié)選擇端，當(dāng)端接低電平時，按位并行輸出數(shù)據(jù)；當(dāng)端接高電平時，高位和低位分兩次并行輸出； ：輸入端，當(dāng)為低時，在 端的下降沿啟動采樣保持器并進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并在 的上升沿將使能數(shù)據(jù)輸出；：片選端，當(dāng) 為低時，在引腳的下降沿啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換，當(dāng) 為高時

3、，在引腳的下降沿使能數(shù)據(jù)輸出；：模數(shù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出引腳。當(dāng)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換時，該引腳輸出低電平，當(dāng)端產(chǎn)生一上升沿時，表示模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)束，數(shù)據(jù)輸出端有效。當(dāng)產(chǎn)生上升沿時，和 必須為高；：模擬電源輸入端，接的陶瓷電容和的鉭電容旁路到地；：數(shù)字電源輸入端，使用時接到。 轉(zhuǎn)換的啟動和數(shù)據(jù)讀取在和 腳的共同作用下，可在下述兩種情況下開始一次轉(zhuǎn)換：一是當(dāng) 腳為低電平時，將在引腳的脈沖下降沿啟動一次轉(zhuǎn)換。該負(fù)跳變脈沖至少應(yīng)持續(xù)，且最大脈沖寬度應(yīng)不超過。二是當(dāng)引腳為低電平時，可在 腳的脈沖下降沿啟動一次轉(zhuǎn)換。這種方式對負(fù)跳變脈沖的要求與第一種情況相同。在一次轉(zhuǎn)換啟動后，腳將變?yōu)榈碗娖讲⒈３种敝帘敬无D(zhuǎn)換完成。當(dāng)為低時，

4、新的轉(zhuǎn)換命令將不起作用。應(yīng)注意的是，在變高之前， 和必須變?yōu)楦撸駝t將啟動一次無效的轉(zhuǎn)換過程。的轉(zhuǎn)換結(jié)果以二進制補碼的形式并行輸出。轉(zhuǎn)換結(jié)果可按字位讀取，也可按字節(jié)位分兩次讀取。在一次轉(zhuǎn)換完成之后，轉(zhuǎn)換結(jié)果送入輸出寄存器鎖存。當(dāng)且僅當(dāng) 為高電平而為低電乎時，轉(zhuǎn)換結(jié)果才能被讀取。芯片轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出線的高字節(jié)和低字節(jié)的位置可用腳電平的變化加以改變，這樣芯片與位數(shù)據(jù)總線和位數(shù)據(jù)總線的微處理器均能接口，可滿足不同的應(yīng)用場合，從而使具有較廣的應(yīng)用范圍。高精度數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計是德州儀器（）公司推出的基于 位定點低功耗的數(shù)字信號處理器系列，該系列可用于各種數(shù)字伺服控制和嵌入式控制系統(tǒng)。系列芯片除具有芯片共有的

5、速度快的特點外，最大的特點是片上集成了大量的外圍資源，主要包括雙存取以及和兩個事件管理模塊、，在事件管理模塊中主要有以下功能模塊：定時器、信號發(fā)生器、現(xiàn)場總線接口、串行通信接口、看門狗定時器以及通用的雙向數(shù)字端口等。筆者在研究海洋重力傳感器的信號提取過程中，為了實現(xiàn)高精度的信號采集進行了大量的數(shù)據(jù)處理運算，并且以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)了伺服控制。應(yīng)用時采用作為這個系統(tǒng)的主控芯片，通過實現(xiàn)對模擬信號的采集和模數(shù)轉(zhuǎn)換，圖所示為數(shù)據(jù)采集部分的電路原理圖。在圖所示的電路中，在供電的和供電的之間加上了兩片位的總線驅(qū)動器。這樣，接地可使其工作在位并行輸出方式下，這樣可以很方便地實現(xiàn)和位的接口設(shè)計。為使的控制邏輯變得

6、比較簡單，可將接地。在這種情況下，如果 引腳變低，將對輸入信號進行采樣保持，并開始模數(shù)轉(zhuǎn)換。而在模數(shù)轉(zhuǎn)換過程中，將變12下一頁 低，直到轉(zhuǎn)換結(jié)束，此時微處理器將從的數(shù)據(jù)端口讀出模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果。在用對進行控制時，可用的一次“假寫”操作將引腳置低，并使 引腳變低，從而啟動進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換結(jié)束時，再由狀態(tài)引腳的上升沿信號產(chǎn)生的外部中斷所需的中斷源信號，從而在的中斷程序中讀出模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果，并進行相應(yīng)處理，然后啟動下一次模數(shù)轉(zhuǎn)換。值得注意的是，的外部中斷的極性是可編程的，在該系統(tǒng)中，必須將其編程為上升沿觸發(fā)。圖所示為控制進行一次模數(shù)轉(zhuǎn)換的時序圖，在編制的數(shù)據(jù)采集程序時，采用匯編語言具有較高的效率，下面

7、給出和數(shù)據(jù)采集相關(guān)的初始化程序和讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果的中斷子程序：（） 數(shù)據(jù)采集初始化子程序 ;關(guān)總中斷 ;區(qū)被配置為數(shù)據(jù)空間 , ;不使能 ;配置串行口引腳為特殊功能: ;指向區(qū) , ;使能中斷，并將設(shè)為高優(yōu)先級，同時使其在上升沿時產(chǎn)生中斷 , ;使能中斷第級 , ;清全部中斷標(biāo)志 ;開總中斷（） 據(jù)采集中斷子程序: ;優(yōu)先級中斷入口保護現(xiàn)場 , ;讀取外設(shè)中斷向量寄存器（）,并左移一位 ;加上外設(shè)中斷入口地址 ;跳到相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序_: ;讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果中斷程序 , ;讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，將其存于變量中 ;調(diào)數(shù)據(jù)處理函數(shù) , , ;啟動轉(zhuǎn)換 ;開總中斷,因為一進中斷就自動關(guān)閉總中斷 ;中段返回

8、結(jié)束語由模數(shù)轉(zhuǎn)換器和構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集電路中，其外圍電路和接口均很簡單，利用的高分辨率和的高速性能可滿足高精度的數(shù)據(jù)采集要求，并能完成大量復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理工作，從而兼顧了數(shù)據(jù)采集處理的高精度和高速性，因此，具有廣泛的適用范圍。上一頁12低，直到轉(zhuǎn)換結(jié)束，此時微處理器將從的數(shù)據(jù)端口讀出模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果。在用對進行控制時，可用的一次“假寫”操作將引腳置低，并使 引腳變低，從而啟動進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換結(jié)束時，再由狀態(tài)引腳的上升沿信號產(chǎn)生的外部中斷所需的中斷源信號，從而在的中斷程序中讀出模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果，并進行相應(yīng)處理，然后啟動下一次模數(shù)轉(zhuǎn)換。值得注意的是，的外部中斷的極性是可編程的，在該系統(tǒng)中，必須將其編程為上升

9、沿觸發(fā)。圖所示為控制進行一次模數(shù)轉(zhuǎn)換的時序圖，在編制的數(shù)據(jù)采集程序時，采用匯編語言具有較高的效率，下面給出和數(shù)據(jù)采集相關(guān)的初始化程序和讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果的中斷子程序：（） 數(shù)據(jù)采集初始化子程序 ;關(guān)總中斷 ;區(qū)被配置為數(shù)據(jù)空間 , ;不使能 ;配置串行口引腳為特殊功能: ;指向區(qū) , ;使能中斷，并將設(shè)為高優(yōu)先級，同時使其在上升沿時產(chǎn)生中斷 , ;使能中斷第級 , ;清全部中斷標(biāo)志 ;開總中斷（） 據(jù)采集中斷子程序: ;優(yōu)先級中斷入口保護現(xiàn)場 , ;讀取外設(shè)中斷向量寄存器（）,并左移一位 ;加上外設(shè)中斷入口地址 ;跳到相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序_: ;讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果中斷程序 , ;讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，將其存于變量中 ;調(diào)數(shù)據(jù)處理函數(shù) , , ;啟動轉(zhuǎn)