１、主要特點(diǎn)

ＭＡＸ１４４MAX是美國(guó)ＭＡＸＩＭ公司生產(chǎn)的新型雙通道１２位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它具有自動(dòng)關(guān)斷和快速喚醒功能，且內(nèi)部集成有時(shí)鐘電路，采樣／保持電路；同時(shí)具有轉(zhuǎn)換速率高、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于由電池供電且對(duì)體積和精度有較高要求的智能儀器儀表產(chǎn)品。ＭＡＸ１４４的主要特點(diǎn)如下：

●單電源供電電壓范圍為＋２．７～＋５．２５Ｖ；

●帶有兩路模擬信號(hào)輸入通道ＣＨ０和ＣＨ１？其模擬信號(hào)電壓范圍為０～ＶＲＥＦ；

●采樣頻率最高可達(dá)１０８ｋｓｐｓ；

●功耗低， 當(dāng)ＶＤＤ為３．６Ｖ，且在采樣頻率達(dá)到最大值１０８ｋｓｐｓ時(shí)，功耗僅３．２ｍＷ；

●具有與ＳＰＩ／ＱＳＰＩ／ＭＩＣＲＯＷＩＲＥ兼容的串行接口。

２、引腳功能

ＭＡＸ１４４采用ＤＩＰ８封裝形式，其引腳功能如下：

ＶＤＤ：正電源端，＋２．７～＋５．２５Ｖ；

ＣＨ０／ＣＨ１：模擬信號(hào)輸入通道；

ＧＮＤ：模擬地／數(shù)字地；

ＲＥＦ：外部參考電壓輸入，用作模數(shù)轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)電壓；

ＣＳ／ＳＨＤＮ：該腳為低電平時(shí)，為片選輸入；為高電平時(shí)，為掉電模式輸入；

ＤＯＵＴ：串行數(shù)據(jù)輸出端；

ＳＣＬＫ：串行時(shí)鐘輸入端。

３、使用說(shuō)明

３．１ 模擬信號(hào)輸入

ＭＡＸ１４４的兩個(gè)模擬輸入通道ＣＨ０與ＣＨ１可連接到兩個(gè)不同的信號(hào)源上。上電復(fù)位后，ＭＡＸ１４４將自動(dòng)對(duì)ＣＨ０通道的模擬信號(hào)進(jìn)行Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完畢又自動(dòng)切換到ＣＨ１通道，并對(duì)ＣＨ１通道模擬信號(hào)進(jìn)行Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換，之后交替地在ＣＨ０和ＣＨ１通道間進(jìn)行切換和轉(zhuǎn)換。輸出數(shù)據(jù)中包含的一個(gè)通道標(biāo)志位ＣＨＩＤ？用以確定該數(shù)據(jù)為哪一通道轉(zhuǎn)換得到。如果只有一路模擬信號(hào)，可以將ＣＨ０與ＣＨ１連接在一起作為一個(gè)輸入通道，但輸出的數(shù)據(jù)中仍包含有通道標(biāo)志位ＣＨＩＤ。

ＭＡＸ１４４內(nèi)部有模擬輸入保護(hù)電路，因而容許輸入信號(hào)在ＧＮＤ－３００ｍＶ到ＶＤＤ＋３００ｍＶ范圍內(nèi)變化，如果要求的轉(zhuǎn)換精度較高，則輸入信號(hào)不得大于ＶＤＤ＋５０ｍＶ？ 且不能小于ＧＮＤ－５０ｍＶ。

３．２ 時(shí)鐘模式和工作時(shí)序

將ＣＳ／ＳＨＤＮ設(shè)置為低電平可啟動(dòng)Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換過(guò)程，在ＣＳ／ＳＨＤＮ的下降沿，內(nèi)部采樣／保持電路將進(jìn)入采樣模式，此時(shí)如果ＳＣＬＫ為高電平，則選擇內(nèi)部時(shí)鐘模式；若為低電平則選擇外部時(shí)鐘模式。圖２給出了內(nèi)部和外部時(shí)鐘模式的時(shí)序圖。當(dāng)串行時(shí)鐘頻率小于１００ｋＨｚ或大于２．１７ＭＨｚ時(shí)，應(yīng)選擇內(nèi)部時(shí)鐘模式。當(dāng)工作于外部時(shí)鐘模式時(shí)，由于外部時(shí)鐘不僅要移出數(shù)據(jù)，而且要驅(qū)動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換，因此，Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換必須在１４０μｓ內(nèi)完成，否則采樣／保持電路中電容上電壓的降低可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)換結(jié)果精度的降低。轉(zhuǎn)換結(jié)束后，內(nèi)部振蕩電路被關(guān)閉，ＤＯＵＴ變?yōu)楦唠娖?，此時(shí)即可讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。

３．３ 輸出數(shù)據(jù)格式

表１為內(nèi)部和外部時(shí)鐘模式下的串行輸出數(shù)據(jù)格式。由表１可知，串行數(shù)據(jù)輸出格式是高位在前，低位在后。讀取一個(gè)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)至少需要１６個(gè)時(shí)鐘周期，前三位始終為高電平（內(nèi)部時(shí)鐘模式時(shí)還包括ＥＯＣ位），第四位是通道標(biāo)志位ＣＨＩＤ，ＣＨＩＤ為０表示ＣＨ０通道，即數(shù)據(jù)為ＣＨ０通道轉(zhuǎn)換所得；ＣＨＩＤ為１表示ＣＨ１通道，即數(shù)據(jù)為ＣＨ１通道轉(zhuǎn)換所得；接下來(lái)就是１２位的Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，最高有效位在前，每一位數(shù)據(jù)在ＳＣＬＫ上升沿被移出；轉(zhuǎn)換結(jié)束后，ＣＳ／ＳＨＤＮ變?yōu)楦唠娖剑藭r(shí)ＤＯＵＴ呈高阻抗?fàn)顟B(tài)。

表1 MAX14的數(shù)據(jù)輸出格式

４、ＭＡＸ１４４在水平調(diào)整儀中的應(yīng)用

圖３是ＭＡＸ１４４成功應(yīng)用于水平調(diào)整儀的實(shí)例。該水平調(diào)整儀有兩路模擬信號(hào)，需要對(duì)這兩路模擬信號(hào)進(jìn)行交替的轉(zhuǎn)換，并根據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果對(duì)兩個(gè)方向交替的信號(hào)進(jìn)行水平調(diào)整，ＭＡＸ１４４正好可以滿足此要求。模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)放大和濾波后連接到ＭＡＸ１４４的ＣＨ０和ＣＨ１端口。

由于模擬信號(hào)電壓范圍為０～２．０Ｖ？ 因此可將ＭＡＸ１４４的參考基準(zhǔn)電壓設(shè)置為２．０４８Ｖ？ 這樣可以提高轉(zhuǎn)換精度，也便于轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)的后續(xù)處理，２．０４８Ｖ的基準(zhǔn)電壓可由ＲＥＦ１９１提供。ＭＡＸ１４４與單片機(jī)的接口十分簡(jiǎn)單，只需三根Ｉ／Ｏ線即可，該電路采用內(nèi)部時(shí)鐘模式，單片機(jī)通過(guò)編程產(chǎn)生串行時(shí)鐘，并按時(shí)序讀出數(shù)據(jù)，其Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換子程序如下：

ＳＥＴＢ Ｐ１．５

ＳＥＴＢ Ｐ１．７

ＣＬＲ Ｐ１．５ ;啟動(dòng)Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換

ＮＯＰ

ＮＯＰ

ＮＯＰ

ＮＯＰ ？;延時(shí)４μｓ， 喚醒時(shí)間至少２．５μｓ

ＣＬＲ Ｐ１．７ ？;開(kāi)始采樣

ＪＮＢ Ｐ１．６？ ＄ ？;等待Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換結(jié)束

ＭＯＶ Ｒ７， ＃８ ？;讀取高８位存于Ｒ３中

Ｈ８？ ＳＥＴＢ Ｐ１．７

ＭＯＶ Ｃ？ Ｐ１．６ ？;讀一位數(shù)據(jù)

ＲＬＣ Ａ ？;數(shù)據(jù)位移入Ａ

ＣＬＲ Ｐ１．７

ＤＪＮＺ Ｒ７， Ｈ８

ＭＯＶ Ｒ３， Ａ

ＭＯＶ Ｒ７， ＃８ ？;讀取低８位存于Ｒ２中

Ｌ８？ ＳＥＴＢ Ｐ１．７

ＭＯＶ Ｃ？ Ｐ１．６ ？;讀一位數(shù)據(jù)

ＲＬＣ Ａ ？;數(shù)據(jù)位移入Ａ

ＣＬＲ Ｐ１．７

ＤＪＮＺ Ｒ７， Ｌ８

ＭＯＶ Ｒ２， Ａ

ＲＥＴ

轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)（１６位）可以存于Ｒ３Ｒ２中，通過(guò)標(biāo)志位ＣＨＩＤ可以區(qū)分ＣＨ０和ＣＨ１通道，然后將高４位屏蔽即可得到實(shí)際的Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。

由于輸入信號(hào)一般都含有各種噪聲和干擾，為了得到精確的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，輸入信號(hào)應(yīng)串接一個(gè)４７０Ω的電阻，并接一個(gè)０．０１μＦ的旁路電容，以削弱開(kāi)關(guān)電容濾波器所產(chǎn)生的時(shí)鐘噪聲。編程時(shí)可采用數(shù)字濾波程序，如中值濾波，平均值濾波等。在設(shè)計(jì)電路板時(shí)，模擬信號(hào)輸入通路應(yīng)盡可能短，模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)應(yīng)分開(kāi)布線；模擬地與數(shù)字地也應(yīng)隔離，并在ＭＡＸ１４４的地線附近將兩者短接；正電源ＶＤＤ引入的高頻噪聲也會(huì)影響轉(zhuǎn)換精度，因此，可以采用２個(gè)并聯(lián)旁路電容網(wǎng)絡(luò)將其濾除。

ＭＡＸ１４４與其他的串行接口標(biāo)準(zhǔn)（如ＳＰＩ？ＱＳＰＩ？ＭＩＣＲＯＷＩＲＥ等）相兼容，可直接與具備ＳＰＩ？ＱＳＰＩ？ＭＩＣＲＯＷＩＲＥ串行接口的微處理器進(jìn)行接口。

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