双通道12位串行AD转换器MAX144及其应用.docx

双通道12位串行AD转换器MAX144及其应用1主要特点MAX144是美国MAXIM公司生产的新型双通道12位串行 模数转换器，它具有自动关断和快速唤醒功能，且内部集成有时钟电路， 采样/保持电路；同时具有转换速率高、功耗低等优点，特别适合于由电 池供电且对体积和精度有较高要求的智能仪器仪表产品MAX14 4的主要特点如下•单电源供电电压范围为+2.7〜+5.2 5V；•带有两路模拟信号输入通道CHO和CH1 其模拟信号电压范围 为0〜VREF；•采样频率最高可达108ksps；•功耗低，当VDD为3.6V，且在采样频率达到最大值108k sps时，功耗仅3.2mW；•具有与SPI/QSPI/MICROWIRE兼容的串行接口2引脚功能MAX144采用DIP8封装形式，其引脚功能如下VDD正电源端，+2.7〜+5.25V；CH0/CH1模拟信号输入通道；GND模拟地/数字地；REF外部参考电压输入，用作模数转换基准电压；CS/SHDN该脚为低电平时，为片选输入；为高电平时，为掉电 模式输入；DOUT串行数据输出端；SCLK串行时钟输入端3使用说明3.1模拟信号输入MAX14 4的两个模拟输入通道CHO与CH1可连接到两个不 同的信号源上。

上电复位后，MAX144将自动对CHO通道的模拟信号进行A/ D转换，转换完毕乂自动切换到CH1通道，并对CH1通道模拟信号进 行A/D转换，之后交替地在CHO和CH1通道间进行切换和转换输出数据中包含的一个通道标志位CHID 用以确定该数据为哪 一通道转换得到如果只有一路模拟信号，可以将CHO与CH1连接在一起作为一个 输入通道，但输出的数据中仍包含有通道标志位CHID图2MAX14 4内部有模拟输入保护电路，因而容许输入信号在GND -3OOmV到VDD+3OOmV范围内变化，如果要求的转换精度较 高，则输入信号不得大于VDD+5OmV 且不能小于GND—5OmV3.2时钟模式和工作时序将CS/SHDN设置为低电平可启动A/D转换过程，在CS/S HDN的下降沿，内部采样/保持电路将进入采样模式，此时如果SCL K为高电平，则选择内部时钟模式；若为低电平则选择外部时钟模式图2给出了内部和外部时钟模式的时序图当串行时钟频率小于10 0kHz或大于2.17MHz时，应选择 内部时钟模式当工作于外部时钟模式时，由于外部时钟不仅要移出数据，而且要驱 动模数转换，因此，A/D转换必须在140 “s内完成，否则采样/保 持电路中电容上电压的降低可能导致转换结果精度的降低。

转换结束后，内部振荡电路被关闭，DOUT变为高电平，此时即可 读取转换数据3.3输出数据格式表1为内部和外部时钟模式下的串行输出数据格式由表1可知，串行数据输出格式是高位在前，低位在后读取一个转换数据至少需要16个时钟周期，前三位始终为高电平内 部时钟模式时还包括EOC位，第四位是通道标志位CHID，CHID 为0表示CH0通道，即数据为CH0通道转换所得；CHID为1表示 CH1通道，即数据为CH1通道转换所得；接下来就是12位的A/D 转换数据，最高有效位在前，每一位数据在SCLK上升沿被移出；转换 结束后，CS/SHDN变为高电平，此时DOUT呈高阻抗状态表114的数据输出格式1234567......141516 外部 1111109......210 内部 11111109......2104MAX144在水平调整仪中的应用图3是MAX144成功应用于水平调整仪的实例该水平调整仪有两路模拟信号，需要对这两路模拟信号进行交替的转 换，并根据转换结果对两个方向交替的信号进行水平调整，MAX144 正好可以满足此要求模拟信号经过放大和滤波后连接到MAX14 4的CHO和CH1 端口。

由于模拟信号电压范围为0〜2.0V 因此可将MAX14 4的参 考基准电压设置为2.048V 这样可以提高转换精度，也便于转换后 数据的后续处理，2.0 4 8 V的基准电压可由REF191提供MAX144与单片机的接口十分简单，只需三根I/O线即可，该 电路采用内部时钟模式，单片机通过编程产生串行时钟，并按时序读出数 据，其A/D转换子程序如下SETBP1.5SETBP1.7CLRP1.5 启动A/D转换NOP ;NOPNOPNOP 延时4 ^s ,唤醒时间至少2.5 ^sCLRP1.7 开始采样JNBP1.6 $ 等待A/D转换结束MOVR7,#8 读取高8位存于R3中 ；H8 SETBP1.7MOVC P1.6 读一位数据RLCA 数据位移入入CLRP1;7DJNZR7,H8MOVR3,AMOVR7,#8 读取低8位存于R2中L8 SETBP1.7MOVC P1.6 读一位数据RLCA 数据位移入ACLRP1.7DJNZR7,L8MOVR2,ARET图3转换后的数据16位可以存于R3R2中，通过标志位CHID可以 区分CH0和CH1通道，然后将高4位屏蔽即可得到实际的A/D转换 数据。

由于输入信号一般都含有各种噪声和干扰，为了得到精确的转换数据，输入信号应串接一个4 7 0 Q的电阻，并接一个0. Ol^F的旁路电容， 以削弱开关电容滤波器所产生的时钟噪声编程时可采用数字滤波程序，如中值滤波，平均值滤波等在设计电路板时，模拟信号输入通路应尽可能短，模拟信号和数字信号应分开布线；模拟地与数字地也应隔离，并在MAX14 4的地线附近将两者短接；正电源VDD引入的高频噪声也会影响转换精度，因此，可以采用2个并联旁路电容网络将其滤除MAX144与其他的串行接口标准如SPI QSPIMICROWIRE等相兼容，可直接与具备SPI QSPI MICROWIRE串行接口的微处理器进行接口。