基于TLC4502和MAX111的数据采集系统自校准技术

是采用了内部自动校准技术的Ａ／Ｄ转换器件。下面就对ＭＡＸ１１１的使用进行介绍。
　　
　　ＭＡＸ１１１片内有２个模拟量输入通道，Ａ／Ｄ转换的分辨率可达到１４位二进制数?并可用命令字设定为１４位、１３位或１２位。该芯片的自校准功能是通过３个校准命令字分别对片内Ａ／Ｄ转换器进行调零校准、对通道增益参照基准电压进行校准、对２个模拟通道调零校准来实现的，通过这三方面的校准可消除由时漂和温漂引起的误差，因而可以达到很高的精度。
　　
　　ＭＡＸ１１１的命令字字长为１６位?由ＣＰＵ按ＳＰＩ或ＱＳＰＩ串行通信协议传送给ＭＡＸ１１１芯片，命令字格式见表１。表１中，ＣＯＮＶ４、ＣＯＮＶ３、ＣＯＮＶ２、ＣＯＮＶ１为转换时间控制位；ＤＶ４、ＤＶ２用于设定对时钟信号的分频数，以把时钟频率分频为超采样频率；ＰＤＸ＝１时，关闭ＲＣ振荡器；ＰＤ＝１时,关闭模拟电路部分电源，芯片处于省电模式。ＮＯ－ＯＰ、ＣＨＳ、ＣＡＬ、ＮＵＬ四位用于校准和Ａ／Ｄ转换,这四位逻辑电平与ＭＡＸ１１１内部操作的对应关系如表２所列。
　　
　　表1MAX111的命令字格式
　　
　　15141312111098NO-OPNUNUCONV4CONV3CONV2CONV1DV476543210DV2NUNUCHSCALNULPDXPD
　　表2控制字与内部功能的对应关系表
　　
　　CALNULCHSNO-OPMAX111内部操作0001选择通道1作为A/D转换输入(见图3d)0011选择通道2作为A/D转换输入(见图3d)0101通道1调零校准(见图3c)0111通道2调零校准(见图3c)111A/D调零(见图3a)101A/D增益校准(见图3b)0禁止A/D转换
　　ＭＡＸ１１１的自校准过程要经过三步，其方法是向控制寄存器送控制字。
　　
　　第一步：Ｄ１５～Ｄ０＝１０００，０００Ｘ，Ｘ００Ｘ，１１００，即ＣＡＬ＝１，ＮＵＬ＝１，通过把内部ＡＤＣ输入端短接至ＲＥＦ－可完成一次偏置校正变换?将其变换结果存入零寄存器之后，Ｄ１２～Ｄ９可重新选择。
　　
　　第二步：Ｄ１５～Ｄ０＝１０００?０００Ｘ?Ｘ００Ｘ?１０００，即ＣＡＬ＝１，ＮＵＬ＝０，把零寄存器的内部作为起始值可完成一次增益校准变换，其结果存入校准寄存器。
　　
　　第三步：Ｄ１５～Ｄ０＝１０００，０００Ｘ，ＸＸ００，Ｘ１００，即ＣＡＬ＝０，ＮＵＬ＝１，把内部ＡＤＣ输入按照选择通道完成一次零偏置变换。
　　
　　３应用电路举例
　　
　　根据前面的介绍和分析，笔者以５１单片机作为ＣＰＵ，利用ＴＬＣ４５０２和ＭＡＸ１１１设计出一个可自校准的数据采集系统。其原理图如图４所示。
　　
　　４结束语
　　
　　采用自校准技术的数据采集系统能够很好地克服由温漂、时漂引起的误差，从而大大提高数据采集的精度，因此，该方法特别适合需要实时数据采集的应用场合

《基于TLC4502和MAX111的数据采集系统自校准技术(第2页)》