12位串行A/D转换器MAX187的应用

2012年2月19日09:18:32 评论

MAX187是美信公司推出的12位A/D转换芯片,内部含有采样/保持电路。单5V操作电源,转换速度为8.5s,具有片上4.096V参考电压,模拟量输入范围为0~Vbef。三线串行接口,兼容SPI,QSPI.MicroWire总线。

1、MAX187的引脚功能说明

MAX187有8脚DIP封装和16脚SO封装2种,图1给出DIP封装的引脚图及引脚功能说明。

12位串行A/D转换器MAX187的应用

图1 MAX187引脚图及引脚功能说明

2、操作时序

MAX187用采样/保持电路和逐位比较寄存器将输入的模拟信号转换为12位的数字信号,其采样/保持电路不需要外接电容。MAX187有2种操作模式:正常模式和休眠模式,将置为低电平进入休眠模式,这时的电流消耗降到10μA以下。置为高电平或悬空进入正常操作模式。

完整的操作时序如图2所示。使用内参考时,在电源开启后,经过20ms后参考引脚的4.7μF电容充电完成,可进行正常的转换操作。A/D转换的工作过程是:当为低电平时,在下降沿MAX187的T/H电路进入保持状态,并开始转换,8.5μs后DOUT输出为高电平作为转换完成标志。这时可在SCLK端输入一串脉冲将结果从DOUT端移出,读入单片机中处理。数据读取完成后将置为高电平。要注意的是:在置为低电平启动A/D转换后,检测到DOUT有效(或者延时8.5μs以上),才能发SCLK移位脉冲读数据,SCLK至少为13个。发完脉冲后应将置为高电平。

12位串行A/D转换器MAX187的应用

图2 MAX187完整的操作时序图

3、应用实列

图3是MAX187的应用实例。用单片机AT89C51的P1口来控制MAX187的转换。P1.1接时钟SCLK,P1.2接片选,P1.3接数据DOUT。

12位串行A/D转换器MAX187的应用

图3 MAX187与单片机的应用连线

(1)硬件接线图

MAX187电源需要加去耦合电容,常见的方法是用一个4.7μF电容和一个0.1μF电容并联。为保证采样精度,最好将MAX187与单片机分开供电。4脚为参考端接一个4.7μF的电容,这是使用内部4.096V参考电压方式。输入模拟信号的电压范围为0~4.096 V,如模拟输入电压不在这个范围要外加电路进行电压范围的变换。MAX187只有一路模拟输入通道,如输入为多路信号,要外加多路模拟开关。

(2)程序设计

程序采用C51编制,在KEILC51 V6.20环境下调试通过。程序的基本思想是:定义P1.1脚为时钟SCLK,P1.2为数据DOUT,P1.3为片选。片选有效后延时8.5μs以上确保转换完成,在时钟SCLK的作用下从数据输出端读出转换的数据后存入两个无符号字符变量中,将这2个字符变量拼成一个16位无符号整形变量作用函数返回值返回,返回值的低12位有效。

12位串行A/D转换器MAX187的应用

图4 MAX187与单片机的A/D转换程序

4、结语

MAX187是具有串行接口的A/D转换器,仅有8个引脚,外围接线很少。体积小、速度快、精度高。适用于仪器仪表、传感器、工程检测等方面。