1 概述

　　title="ADSl258">ADSl258是TI公司推出的一款高精度、低功耗、低噪聲的16通道(多路復用的)24位△一∑型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，其內(nèi)部集成了輸入多路復用器、模擬低通濾波器、數(shù)字濾波器等功能。內(nèi)部有多種控制寄存器，用戶通過不同的配置得到不同的A／D采樣速率、采樣模式、A／D轉(zhuǎn)換精度等。適用于對性能、功耗要求高、模擬通道要求多的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

　　2 ADSl258主要特點及引腳功能

　　2．1 主要特點

　　△一∑ADC，24位轉(zhuǎn)換精度，定通道采樣速率為125 Ks／s(可編程)，自動通道檢測通道采樣速率為23．7 Ks／s(可編程)；

　　模擬輸入多路復用器可配置成8路差分輸入或16路單極輸入。多路復用器的輸出可通過外部獲得，這就能在ADC輸入之前采用共享的信號調(diào)節(jié)通道；

　　0．5μV／℃的失調(diào)漂移、最大0．001 0％的滿量程整數(shù)非線性誤差；

　　工作電壓范圍為2．7～5．25 V；

　　內(nèi)部帶有針對低噪聲性能進行了專門優(yōu)化的5階正弦數(shù)字濾波器；

　　帶有串行外設(shè)接口(SPI)；

　　與其他ADC相比，ADSl258具有精度高、轉(zhuǎn)換數(shù)率快、功耗低、工作性能好等特性，適用于設(shè)備與系統(tǒng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、醫(yī)療、航空電子、測試測量等多通道應(yīng)用場合。

　　2．2 引腳功能

　　ADSl258采用QFN一48小型封裝，各引腳功能定義如下：

　　AINO～AINl5：模擬信號輸入端；

　　GPl00~GPl07：GPIO信號輸入／輸出端；

　　CLKSEL：時鐘信號選擇輸入端；

　　SCLK：SPI接口時鐘輸入端；

　　DIN：SPI接口數(shù)據(jù)輸入端；

　　DOUT：SPI接口數(shù)據(jù)輸出端；

　　DRDY：數(shù)據(jù)準備好輸出端；

　　START：數(shù)據(jù)開始轉(zhuǎn)換信號輸入端；

　　CS：SPI接口片選端；

　　VREFN：參考電壓輸入端(+)；

　　VREFP：參考電壓輸入端(一)；

　　ADCINN：模擬差分輸入端(一)；

　　ADCINP：模擬差分輸入端(+)；

　　MUXOUTN：多路復用器差分輸出端(一)；

　　MUXOUTP：多路復用器差分輸出端(+)；

　　DVDD：數(shù)字電源，2．7~5．25 V；

　　RESET：復位端。[next]

　　2．3 結(jié)構(gòu)原理

　　圖l為ADSl258的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。ADSl258主要由模擬多路開關(guān)(MUX)、可共享的信號調(diào)理通道、4階△一∑ADC、5階正弦數(shù)字濾波器、SPI接口、GPIO接口、時鐘發(fā)生器、控制器等組成。模擬信號從AINO～AINl5引腳輸入，通過多路模擬開關(guān)可將其配置成8路差動輸入或16路單極輸入，通過共用的信號調(diào)理通道，輸入到4階△一∑ADC實現(xiàn)24位A／D轉(zhuǎn)換，通過數(shù)字濾波器，最終以SPI接口的形式輸出數(shù)字信號。在使用外部可共享的信號調(diào)理通道時，根據(jù)實際情況，可關(guān)閉所使用的調(diào)理通道，只需將寄存器CONFIGO的第4位(BYPAS)置0即可關(guān)閉外部調(diào)理通道，直接在ADSl258內(nèi)部實現(xiàn)連接。但是，在大多數(shù)使用條件下，為獲得更高的A／D轉(zhuǎn)換精度，建議使用外部信號調(diào)理通道。

   　ADSl258采用4線制(時鐘信號SCLK、數(shù)據(jù)輸入DIN、數(shù)據(jù)輸出DOUT和片選)SPI通信方式，由于ADSl258無法控制SPI何時開始傳輸，而是由主機控制數(shù)據(jù)傳輸，因此ADSl258只能工作在SPI通信的從模式下，設(shè)計時可通過各種主控制器控制ADSl258片上的寄存器，并通過SPI接口讀寫這些寄存器。通過SPI接口進行通訊時，必須保持CS信號為低電平，DRDY引腳用于表明轉(zhuǎn)換是否完成，DRDY為低時，說明轉(zhuǎn)換已完成，可以直接通過通道讀取數(shù)據(jù)或通道讀數(shù)據(jù)命令從DOUT引腳上讀出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。SPI通信，可同步發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)也可利用SCLK和DIN，DOUT信號同步移動。在SCLK的下降沿，系統(tǒng)通過DIN向ADSl258發(fā)送數(shù)據(jù)；而在SCLK的上升沿，系統(tǒng)則通過DOUT從ADSl258讀取數(shù)據(jù)。DlN和DOUT也通過一條雙向信號線與主控制器相連。圖2給出SPI通訊時序圖。