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1 概述 MAX1166是美國MAXIM公司生產的逐次逼近型16位模數轉換器,該芯片片內除集成了逐次逼近型ADC所必須的逐次逼近寄存器SAR､高精度比較器和控制邏輯外,還集成了時鐘､4.096V精密參考源和接口電路,其內部結構框圖如圖1所示｡MAX1166的數據總線為8位,因此與目前廣泛使用的8位微處理器連接非常方便｡ MAX1166的典型參數如下: ●并行數據輸出接口:8位 ●采樣頻率:165ksps ●精度:最大線性誤差±2LSB,16位無誤碼 ●內部參考源電壓:4.096V ●外部參考源電壓輸入范圍:+3.8~5.25V ●模擬電壓輸入范圍:+4.75~+5.25V ●數字電壓輸入范圍:+2.7~+5.25V ●小電流外部參考電源流為1.8mA內部參考電源流為2.7mA采樣率在10ksps時的外部參考電源電流為0.1μA; ●采用20管腳TSSOP封裝｡ MAX1166共有20個引腳,圖2為其引腳排列圖,這些引腳大體可分為三類｡ 第一類是電源類其中,模擬電源AVDD和數字電源DVDD應分別通過0.1μF的鉭電容與模擬地和數字地相連接｡而數字地DGND和模擬地AGND1､AGND2通常共地｡ 第二類為模數信號類其中,AIN為模擬信號輸入端;D0/D8~D7/D15為數字量并行輸出口｡ 第三類是控制信號類其中CS 輸入 為轉換啟動端;R/ C(輸入)為讀取結果/模數轉換控制端;EOC(輸出)用于指示轉換結束;HBEN輸入 用來控制從總線讀出的數據是轉換結果的高字節還是低字節;REFADJ為參考電源選擇端,該端通過0.1μF鉭電容與模擬地相接時選擇內部參考電源模式而當其直接與模擬電源相接時選擇外部參考電源模式;REF為參考電源輸入/輸出端,選擇內部參考電源時該腳應通過4.7μF鉭電容接模擬地而選擇外部參考電源時該腳為外部參考電源輸入端｡ MAX1166的一次轉換過程可分為三個階段,即轉換準備階段､模數轉換階段和轉換結果輸出階段｡圖3為其轉換時序圖｡具體工作過程如下: 首先將R/ C管腳置低電平,然后在CS腳輸入脈沖信號,MAX1166會在CS的第一個脈沖信號的下降沿進入工作狀態;并在CS的第二個脈沖信號下降沿啟動A/D轉換｡此脈沖信號的寬度最小應為40ns｡轉換過程中,EOC腳為高電平,并在經過約5μs轉換完成后,EOC腳電平變低以指示轉換完成｡當EOC腳輸出為低電平時,若將R/ C腳置為高電平,系統將在CS的第三個脈沖的下降沿把轉換結果輸出到數據總線上｡ 在數據轉換過程中,通過檢測EOC腳的輸出電平即可判斷數據的轉換狀態｡當EOC輸出為高電平時,表示數據轉換仍在進行,此時不能讀取數據;而當EOC輸出為低電平時,表明數據轉換已經結束,此時可以讀取數據｡設置并行數據輸出選擇位HBEN為高電平?可讀取數據高8位;而設置HBEN為低電平則可讀取數據低8位｡ 2 MAX1166的轉換控制時序 MAX1166有兩種工作模式,即穩定工作模式和低功耗工作模式｡可由管腳R/ C在CS第二個脈沖下降沿的狀態來決定選擇哪種工作模式,R/ C 為低電平時,選擇正常工作模式,為高電平時選擇低功耗工作模式｡ 3 典型應用電路 MAX1166的總線接口為8位,該總線的接口速度相當快,可以和各種微處理器直接進行接口,因此MAX1166與8位微處理器的連接電路相對比較簡單｡圖4是MAX1166和MCS-8051的接口電路圖｡在本例中,由于單片機外圍芯片僅有MAX1166一片,所以,為簡單起見,沒有為之確定地址,即任意地址均可作為其地址｡因為MAX1166的CS信號脈沖寬度要求最小為40ns,因此,對于單片機而言,只要對外部設備進行寫操作,即會產生WR脈沖,其寬度為6個時鐘周期｡如果采用12MHz的晶振,其脈沖寬度為500ns,所以可以將單片機的WR信號作為MAX1166的CS輸入信號｡至于R/ C ､EOC和HBEN等信號,只需連接到普通的鎖存功能端口即可(如單片機的P1口)｡ 圖4中,MAX1166采用的是內部參考源｡如果在CS信號的第二個脈沖下降沿使R/ C 為低電平,即選擇了穩定工作模式,該模式的應用程序如下(該程序會將轉換結果的高8位存放在片內存儲器A0單元,而將低8位存放在A1單元): MOV R0 #A0 ;數據暫存區地址 SAMP CLR P1.0 ;拉低R/ C電平,為 A/D轉換啟動做準備 MOVX @DPTRA ;給CS第一個脈沖信 號,MAX1166進入準 備工作狀態 MOVX @ DPTRA ;給CS第二個脈沖信 號,啟動A/D轉換 WAIT JB P1.2 WAIT ;如果轉換結束,則進 入讀數據子程序 REDA SET P1.0 ;拉高R/ C電平,準備 讀取數據 MOVX @ DPTRA ;給CS第三個脈沖信 號,開始讀數據 SET P1.1 MOVX A@DPTR ;讀取數據高8位 MOV @R0 A INC R0 CLR P1.1 MOVX A@DPTR ;讀取數據低8位 MOV @R0 A 4 結束語 MAX1166是一種16位的A/D轉換器,它不僅具有分辨率高､轉換速度快的特點,而且功耗低､體積小､接口方便､電路簡單､動態特性良好｡因而是電池供電的高精度數據采集系統的理想選擇,具有廣闊的應用前景｡ |
