AD7715在精密分析仪器中的应用研究

我们使用了16脚标准DIP封装形式的AD7715，而没有使用SOIC或TSSOP封装。因为和原来使用的ADC相比，DIP封装的AD7715已经非常不占位置了。限于篇幅，AD7715的详细工作原理不作介绍，可以参见AD公司的AD7715器件手册。为便于下面的分析，在此仅给出主要技术参数和内部编程用寄存器的简单说明。AD7715片内共有通信、设置、数据、测试四个寄存器供编程和访问。

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。

2 在精密分析仪器中应用AD7715

我们的分析测量仪器使用mV至V级的模拟信号，具有随时间缓慢变化的曲线波形，要求准确测量这种变化的曲线，通过对信号的处理获得数据，这种测量方法具有代表性。下面以其中种仪器为例进行说明。

2.1 问题讨论

我们的分析系统需要对两路透射光信号通过光电波检测后输出，经过电流-电压转换电路后范围为0～1.5V，精度要求0.5%；另外还有两路温度信号，经过温度传感器后的输出的电压范围为0～450mV，对应0～45℃，要求精度0.1℃。

对转速速度有一定的要求：首先温度测定是连续的，从开机时候起就要连续监控，一个温度信号用于控制加温装置，使测量系统恒温在37℃；另一路温度信号监测机箱内部温度，根据这个温度决定风扇的启停，风扇启动温度可由用户设定，停止温度低于启动温度2℃.每2s测定一次这两路的温度，在进行测量光信号时也不能停止37℃恒温的监控。

其次，测量两路光信号必须精确按照0.1s一次的频率进行，即每100ms要各测量一次。考虑到对采样数据简单处理要保留3ms时间，所以一次A/D转换时间不能超过47ms。

    这样就出现了一个问题，我们可以把测量光信号的时间中断优先级设置得比测量温度的时间中断要高，这样才能保证前者的时间精度，而后者被中断的、未转换完的结果丢弃。但是，若每次A/D转换（包括数据处理）时间大于33ms，将导致恒温监控事件上无法进行，因为其间的每个测温A/D都无法完成。如果想使对机相温度的监控也不停止，则A/D转换时间至少要小于25ms，其道理是显而易见的。

2.2 设计思想

我们的系统使用12MHz主频的97C52，AD7715的接线如图2所示。

串口方式0很适合三线制接口的使用，此方式下TXD引脚作为串行时钟，接收和发送均使用RXD引脚；RUN接CPU的P1.6引脚，IN_PORT.8是输入端口的第8位，用来接收状态信号DRDY；数字供电（DVDD、DGND