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关于AD转换的说明

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    标    签:ad7715msp430f149

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    AD7715使用经验说明

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    2010-2011年第一学期《计算机控制技术》科目考查卷 专业:电气工程及其自动化 班级:电气07-2班 任课教师:张友斌 姓名:张根明 学号:07034020233 成 绩 关于AD7715与80C51的接口设计 关键词: 80C51单片机;AD 转换;技术参数;接口设计 1、概述 单片机应用系统中,通常都要有人机对话功能。除了人机对话功能外,单片机应用系统还需被测信号输入通道和向控制对换输出的通道,被测量信号如电压、电流、温度、压力、位移等,一般都是模拟量,它需要传感器检测、放大变换,然后由A/D转换成数字量,才能被CPU接受。 在通常情况下, 如果系统自带AD 转换的话,则可直接利用自身提供的AD功能来实现,但在80C51控制的实时测量或控制系统中, CPU 较忙且系统对AD转换精度要求也较高, 此时必须外接AD转换器。 在这种情况下, 采用16位模数转换器件,AD7715系列是较理想的选择.该系列产品的特点是它能直接接收热电偶、热电阻及各种传感器的小信号,以16位的串行方式直接传送给微控制器或微处理器。通过该芯片可直接将过程变量传输到微处理器中进行处理,特别适合智能仪器仪表的应用。AD7715在3V供电时的最大电流仅为450μA,其线性误差为0.0015%,噪音误差<550nV,工作温度范围可达-40~85℃。 2、AD7715功能简介 AD7715主要技术参数: ①16位无误码输出,0。0015%非线性度; ②三线制串行接口,可灵活地与微处理机或DSP执连接; ③前端增益可编程为1、2、32、128这四种,能对四段量程内信号直接进行高分辨率的转换而不用另外进行量程匹配处理; ④内设自校准电路,可有效去除零点漂移和增益误差; ⑤内设模拟输入缓冲器,可直接对高阻信号进行转换; ⑥带输出速率可编程的低通滤波器,可根据需要选用不同转换速率。图3自校准时序可使用的内部寄存器: ①通信寄存器,8位,可读写。每次对AD7715的访问都必须先向此寄存器写入命令字。写入的命令字决定下一步操作是针对哪一个寄存器,是读操作还是写操作。此外,通过该寄存器可设定片内放大器增益。 ②设置寄存器,8位,可读写。该寄存器负责A/D各种模式的设置。 ③数据寄存器,16位,只读。保存了最后一次A/D采样的转换结果。 AD7715的管脚图如下图所示: AD7715具有16个引脚,分述如下: (1) SCLK外部串行时钟输入端; (2)MCLKIN 主时钟信号端(即晶振连接端); (3)MCLKOUT主时钟信号端(即晶振连接端); (4) CS片选端; (5) RESET复位端; (6) AVDD电源; (7)AIN(+)为模拟信号输入端; (8)AIN(-)为模拟信号输入端; (9)、REFIN(-)端; (10)REFIN(+)端; (11) AGND接地端; (12) DRDY端; (13) DOUT数据输出端; (14) DIN数据输入端; (15)DVDD电源; (16)DGND接地端。 3、AD7715与80C51的硬件接口 从接口原理上看, AD7715与80C51单片机的连接非常简单, AD7715只需要极少的外部元件便可以构成一个高精度的测量仪表,利用串行接口可以和各种单片机或微处理器联接。AD7715与最常用的80C51联接,组成一个测量系统。其接口具体电路如下图: 从图中可以看出,AD7715除了晶振和微调电容以外,几乎无需其他元件。实际电路参考电压可由电桥激励电源通过分压电阻提供、可以消除因激励电压变化引起的测量误差。AD7715工作电源有模拟电源(AVDD)和数字电源(DVDD)之分,不需要特定的加电顺序,可以先加AVDD或DVDD电源。需要注意,在REFIN、AIN和其他逻辑输入引脚加入信号之前、应给AD7715电源接通,以免发生闭锁。 80C5集成度高,一般不需扩充就能满足要求;速度快,完全可以和AD7715配合使用;低功耗,5V电源和AD7715单电源正好适合使用在便携式仪器和电池供电的场合。 安装AD7715的印刷线路板,应将模拟和数字部分分隔开,限制在特定的区域内。AGND和DGND应当一点连接,为星形接地点,尽量靠近AD7715的位置。另外,应将模拟地布置在器件的下面,而不要将数字地布置在下面,地线和电源线尽可能粗些。 4、结语 该芯片具有自校准、系统校准和背景校准功能,可以消除零点误差、满量程误差及温度漂移的影响。该器件很容易与80C51接口,适合于便携式工业温度、压力等仪表中应用。 参考文献: [1 ] 赵保经, 罗振侯, 范敏等. AD和DA 转换器应用手册[M ]. 上海: 上海科学普及出版社, 1995. [2 ] 陈建铎. 8098单片机原理及应用技术[M ]. 北京: 电子工业出版社, 1995.

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