ADS1100中文资料及其应用.doc

ADS1100中文资料及其应用 ADS1100的主要特点如下： 16位无丢码； 8个地址范围；有连续自校准功能；单周期转换； 内部带有系统时钟； 具有I2C接口；精度：0.0125％（FSR MAX）； 可编程增益放大器的增益可在1、2、4或8中进行选择； 低噪声：4μVp－p； 可编程数据采样速率：8SPS－128SPS； 电源电压为2.7－5.5V； 电流损耗可低至90μA。 ADS1100以其独特的精度特性可广泛应用便携设备、工业过程控制器、智能发射器、消费类产品、工厂自动化设备和温度测量等系统之中。 ADS1100的极限参数，引脚功能和内部结构 为了保证器件的使用可靠性，在设计时，建议在表1所列条件范围内使用ADS1100芯片，ADS1100的外部引脚图如图1所示，表2是其引脚功能说明。 图2是ADS1100的内部结构图。ADS1100的内部包括ΔΣA/D转换器，可编程增益放大器，时钟发生器和I2C接口四大部分，芯片内部时钟发生器产生的时钟信号可直接送给ΔΣA/D转换核及I2C接口，而无需片外时钟，ΔΣA/D转换核包括差分开关电容ΔΣ转换结构以及其后的数字滤波器。差分模拟信号经PGA到ΔΣA/D转换核转换后可输出二进制编码。 工作原理 上电和复位 ADS1100上电时会自动复位并将控制字寄存器设置成默认值。此外，它也能响应I2C复位指令（全局调用复位指令GENERAL CALL RESET：地址字节是00H接着是数据字节06H），在接收到复位指令后，ADS1100将执行内部复位，此时如果正在转换，则中断，输出寄存器置0，并将控制字寄存器恢复默认值。 ADS1100的I2C地址 ADS1100的I2C地址是1001xxxB，其中xxx由厂家设定，ADS1100有8个不同的I2C地址（从000到111）。根据I2C的不同地址可分为8个独立器件，其各自封装的打标字样（在芯片的顶部）如表3所列。 输出编码 输出编码是一个和输出电压成正比例的数，并与位数相关，而位数又与转换速率有关，它们的对应如表4所列。 对于给定的最小编码、PGA增益设置，正负输入端电压VIN＋和VIN－、以及电源电压来说，输出编码可由表达式（1）给出，由于ADS1100集成了自校准系统且具有自校准功能，故可以补偿增益和失调所引起的误差，因此该表达式不必考虑这些参数。 输出编码＝－1×最小编码×PGA× (1) 如转换速率是16SPS，PGA＝2，那么： 输出编码＝16384×2× 注意，最大输出编码和最小输出编码的绝对值是不同的，位数为n的最大编码是2n－1－1，最小编码是－1?2n－1，另外，表5给出了不同输入电平所对应的输出编码。 寄存器 ADS1100有两个寄存器，输出寄存器和控制字寄存器，输出寄存器用于存放最后一次的转换结果，控制字寄存器则可以改变ADS1100的操作模式和进行状态查询。 （1）输出寄存器 16位的输出寄存器存储的是以二进制补码表示的最后一次的转换结果，在ADS1100复位或上电之后，输出寄存器清零，输出寄存器的格式如表6所示。 （2）控制字寄存器 8位控制字寄存器用于控制ADS1100的工作模式，转换速率和PGA设置，控制字寄存器的格式如表7所列，默认值是8CH。现将各位说明如下： 位7（ST/BSY）：在单次转换模式下，向ST/BSY写入1可使一次开始，写入0无影响，在连续转换模式下，ADS1100忽略写入ST/BSY的值。 另外，在单次转换模式下，如果ST/BSY读到了1值，表明A/D转换器正忙，即正在转换中；如果是0，则表明当前没有转换工作，输出寄存器保存的是最后一次的转换结果，在连续模式下，ST/BSY总是读到1。 位6－5：保留字。使用时必须设置成0。 位4（SC）：用于控制ADS1100是连续转换模式还是单次转换模式，当SC为1时，ADS1100是单次转换模式（Single Conversion），为0则为连续转换模式，该位的默认值是0。位3－2（DR）；用于控制ADS1100的转换速率，见表8所列。 位1－0（PGA）：用于ADS1100的增益设置，设置方法见表9所列。 工作模式ADS1100有两种工作模式：连续转换模式和单次转换模式，连续转换模式下，当一次转换结束后，ADS1100将结果放入输出寄存器并立刻开始下一次转换，ST/BSY位在控制字寄存器中始终读到的是1。 如果是单次转换模式，则在ST/BSY位被置1后，ADS1100上电并执行一次转换，转换结束后，ADS1100会把结果放入输出寄存器，并复位ST/BSY成0，关断电源。在转换中，ST/BSY置1无效，如果要从连续模式切换到单次模式，ADS1100可在执行完当前转换后ST/BSY置0，然后断电。