新型8通道24位模数转换器ADS1216及其应用

    ＡＤＳ１２１６采用四线制（时钟信号线ＳＣＬＫ、数据输入线ＤＩＮ、数据输出线ＤＯＵＴ以及片选线ＣＳ）ＳＰＩ通讯方式。ＳＰＩ的最大通信时钟可达ｆｏｓｃ／４。ＡＤＳ１２１６只能工作在ＳＰＩ通讯的从模式下，可通过各种主控制器（如单片机等）给它发送同步传送命令。在ＳＰＩ传送过程中，数据被同步地发送和接收，ＳＣＬＫ和ＤＩＮ、ＤＯＵＴ同步移动。图２所示是ＳＰＩ通讯时序关系，其中ＰＯＬ信号用来控制时钟脉冲的极性。通过ＰＯＬ可选择ＳＣＬＫ是高电平有效还是低电平有效。

ＡＤＳ１２１６使用两种典型的存储器：寄存器和ＲＡＭ。１６个寄存器可直接控制ＡＤＳ１２１６的工作过程，而且这１６个寄存器可以被直接读写。实际上，这些寄存器包括了所有用来配置ＡＤＳ１２１６的部分，比如数据格式、通道选择、参考电压设置等。

整个器件工作过程的建立可通过对１６个独立的寄存器的设置来完成。读或写寄存器或存储器都是以字节为单位的。而寄存器与ＲＡＭ之间的数据传输则是以块为基础来进行的。ＲＡＭ和寄存器之间是相互独立的。

内部存储器（包括寄存器和ＲＡＭ）的地址均为线性的，寄存器地址为００Ｈ～０ＦＨ。为便于八通道数据独立存储以及同寄存器之间进行数据的块传输，１２８字节ＲＡＭ被划分成８个相互独立的块。每一个块的偏移量均为００Ｈ～０ＦＨ。所以，每块各单元的地址可以看作块地址和偏移量的组合。如地址１４Ｈ则等于第一个ＲＡＭ块且偏移量为０４Ｈ的单元。

ＡＤＳ１２１６的同步操作可利用外部时间提供一个精确的同步以用于Ａ／Ｄ转换。它既可通过芯片的ＤＳＹＮＣ引脚提供，也可通过内部ＤＳＹＮＣ命令提供。

２．２ ＡＤＳ１２１６主要寄存器功能

在ＡＤＳ１２１６的１６个寄存器中有五种寄存器是最主要的，表１为这五种寄存器的操作格式。

表1 ADS1216的主要寄存器格式

寄存器名称 格      式 SET UP寄存器 ID ID ID SPEEDP REF EN REF HI BUF EN BIT ORDER MUX寄存器 BOCS IDAC2R1 IDAC2R0 IDAC1R1 IDAC1R0 PGA2 PGA1 PGA0 ACR寄存器 DRDY U/B SMODE1 SMODE2 RESERCED DEC10 DEC09 DEC08 EDCD寄存器 PSEL3 PSEL2 PSEL1 PSEL0 NSEL3 NSEL2 NSEL1 NSEL0 M/DCE1寄存器 DEC07 DEC06 DEC05 DEC04 DEC03 DEC02 DEC01 DEC00

（１）ＳＥＴＵＰ寄存器（地址为００Ｈ），为建立寄存器；复位值为ｘｘｘ ０１１１０。该寄存器的前三个ＩＤ位由出厂设定；ＳＰＥＥＤ为多路选择器时钟速度，为０时，ｆＭＯＤ＝ｆＯＳＣ／１２８；为１时，ｆＭＯＤ＝ｆＯＳＣ／２５６；ＲＥＦ ＥＮ用于选择参考电压，为０时，使用内部参考；为１时使用外部参考；当ＲＥＦ ＨＩ为０时，内部参考电压为１．２５Ｖ；为１时内部参考为２．５Ｖ；ＢＵＦ ＥＮ用于选择缓冲，为０表示未使用内部缓冲；为１表示使用内部缓冲；ＢＩＴ ＯＲＤＥＲ用于表示数据缓冲器数据位的输出顺序；为０表示高位在先，为１表示低位在先。

（２）ＭＵＸ寄存器（地址０１Ｈ），为多路选择器控制寄存器；复位值为０１Ｈ。其中的ＰＧＡ２?ＰＧＡ１?ＰＧＡ０用于可编程增益放大倍数的选择，具体为：０００＝１， ００１＝２，０１０＝４，０１１＝８，…?１１１＝１２８。

（３）ＡＣＲ寄存器（地址为０２Ｈ），为模拟控制寄存器；复位值为００Ｈ。其中ＤＲＤＹ为数据准备好信号（只读）；Ｕ／Ｂ用于表示数据格式，０为双极性，１为单极性；ＳＭＯＤＥ１和ＳＭＯＤＥ０用于设置滤波模式，００为自动；０１为快速建立滤波模式，１０为Ｓｉｎｃ２滤波方式； １１为Ｓｉｎｃ３滤波；ＤＥＣ１０、ＤＥＣ０９和ＤＥＣ０ ８是采样频率的高三位。

（４）ＥＤＣＤ寄存器（地址０８Ｈ），为采样时间寄存器（低八

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