51單片機與A/D轉(zhuǎn)換器MAX195的接口設(shè)計

MAX195是16位逐次逼近方式的ADC。它將高精度、高速度、低電源功耗(消耗電流僅10μA)的關(guān)閉方式等性能結(jié)合在一起。內(nèi)部校準電路對線性度與偏置誤差進行校正，所以無需外部調(diào)整便可達到全部額定的性能指標。電容性的DAC結(jié)構(gòu)使之具有特有的85kbps跟蹤/保持功能，變換時間僅需9．4μs。三態(tài)串行數(shù)據(jù)輸出及引腳可選的單極性(0～VREF)或雙極性(－VREF～＋VREF)的輸入范圍使之可廣泛應(yīng)用于便攜式儀表、醫(yī)用信號采集及多傳感器測量等系統(tǒng)中。

　　1 MAX195引腳及說明

　　MAX195有16個引腳，其排列如圖1所示。

　　2 MAX195轉(zhuǎn)換原理及時序

　　MAX195片內(nèi)含有電容性的數(shù)字模擬變換器(DAC)，可對模擬輸入進行特有的跟蹤和保持，再由逐次逼近寄存器和比較器，在變換時鐘CLK的控制下，把模擬輸入變換成16位數(shù)字代碼，通過片內(nèi)的串行接口輸出。芯片內(nèi)的接口和控制邏輯易與大多數(shù)微處理器相連，減少了對外部元件的需求。

　　其變換及數(shù)據(jù)輸出的時序如圖2所示。

　　由時序可以看出，在前次變換結(jié)束至少經(jīng)過三個或三個以上時鐘周期后，變換在有效后的CLK時鐘下降沿開始(MAX195對信號的跟蹤/保持、采集需4個CLK周期)。同時，在下一個時鐘下降沿變高，待經(jīng)過9．4μs(CLK為1．7MHz)變換結(jié)束后，由高變低，給出變換結(jié)束信號，可送去中斷或被查詢。變換結(jié)束由三態(tài)串行口DOUT端輸出。在變換期間由CLK控制讀出數(shù)據(jù)，也可在兩次變換之間由SCLK串行時鐘定時讀出數(shù)據(jù)，最高速率可達5Mbps。圖2中所示情況為后者，在保持低電平后，在每個SCLK的下降沿，DOUT端按MSB在前的次序輸出一位數(shù)據(jù)，否則，DOUT處于高阻態(tài)。