AD7714的工作原理及其应用.docx

AD7714的工作原理及其应用1引 言 AD7714是适用于低频测量应用的完整模拟前端。器件直接从传感器接受低电平信号并输出串行数字。它使用和 -差(Σ-Δ)转换技术以实现高达24位的无误码性能。输入信号加至专有的基于模拟调制器、具有可编程增益的前端。调制器的输出由片内数字滤波器处理 [1]。通过片内控制寄存器可对此数字滤波器的第一个凹口编程,允许调整滤波器的截止频率和稳定时间。AD7714具有3个差分模拟输入(它也可以配置为5个准差分模拟输入)以及差分基准输入,可以对多达5个通道的系统实现信号调理和转换。 2引脚定义及功能 DIP封装的AD7714如图1。各引脚定义如下： 图1 AD7714的封装及其引脚引脚1 SCLK：串行时钟。逻辑输入端,外部串行时钟加 至此端以存取来自AD7714的串行数据。引脚2 MCLKIN：器件的主时钟信号。可以用晶振或外部 时钟提供。器件规定的时钟输入频率为1MHz和2.4576MHz。引脚3 MCLKOUT：配合MCLKIN使用,当器件的主时钟是晶振时,晶振跨接在MCLKIN 和MCLKOUT引脚之间。 引脚4 POL：时钟极性,逻辑输入端。它决定了在与微控制器之间传送数据时,串行时钟应闲置为高电平还是低电平。POL为低,闲置为低,POL为高,闲置为高。 引脚5 SYNC：逻辑输入端 ,当使用多个AD7714时,它用于数字滤波器和模拟调制器的同步。一般单个使用时都接高电平。 引脚6 RESET：逻辑输入端,低电平有效输入,它把器件的控制逻辑、接口逻辑、数字滤波器以及模拟调制复位到上电状态。引脚7(8) AIN1(AIN2)：可编程模拟输入通道1(2)。与AIN6一起用时作为准差分输入端;与AIN2(AIN1)一起用时作为差分输入对的正(负)输入端。 引脚9(10) AIN3(AIN4)：可编程模拟输入通道3(4)。与AIN6一起用时作为准差分输入端;与AIN4(AIN3)一起用时作为差分输入对的正(负)输入端。 引脚16 AIN5：可编程模拟输入通道5。与AIN6一起用时作为差分输入对的正输入端。 引脚17 AIN6：模拟输入通道6。它是准差分模式下AIN1到AIN4的基准点;与AIN5一起用时作为差分输入对的负输入端。 引脚11 STANDBY：把此引脚置为低电平将关断模拟和数字电路,电流消耗减至5 mA(典型值)。引脚13 BUFFER：逻辑输入端。低电平时AVDD线中流过的电流减至270 mA;高电平时使输入端有较高的源阻抗。 引脚14 REFIN(－)：差分基准输入的负输入端,只要REFIN(＋)大于REFIN(－)的条件下,则REFIN(－)可位于AVDD和AGND之间的任何值。 引脚15 REFIN(＋)：差分基准输入的正输入端,在REFIN(＋)必须大于REFIN(－)的条件下,基准输入是差分的。REFIN(＋)可位于AV DD和AGND之间的任何值。 引脚19 CS：片选逻辑输入端,低电平有效。 引脚20 DRDY：逻辑输出端。它是AD7714的数据寄存器有新的数字可供使用的标志。引脚21 DOUT：AD7714的串行数据输出端。通过它输出片内寄存器信息以及模拟转换后的数据。引脚22 DIN：AD7714的串行数据输入端。通过它将串行数据输入片内寄存器(数据寄存器除外)。 引脚12 AVDD：为模拟正电源电压。引脚18 AGND：模拟电路的地基准点。引脚23 DVDD：数字正电源电压。 引脚24 DGND：数字电路的地基准点。 3AD7714的片内寄存器剖析 AD7714包含8个片内寄存器,它们可以通过器件的串行口访问。3.1通信寄存器它控制通道的选择。在上电和复位之后,器 件等待对其通信寄存器的写操作。写至寄存器的数据决定对器件的下一次操作是读还是写,并决 定对哪一个寄存器发生读或写操作。随后对所选择的寄存器的读或写(一般数据寄存器不进行写 操作 )操作。一旦完成后续的对所选择寄存器的读和写操作,接口便返回到等待对通信寄存器写 操作的状态。因此,所有与器件的通信必须从对通信寄存器的写操作开始。另外,通过读通信寄 存器还可以获取DRDY的状态。该寄存器的格式为表1。表中0/DRDY对于写操作,必须把0写入该 位,否则写将无效。对于读操作,该位将提供器件的DRDY标志,它与芯片的DRDY输出引脚相同。RS2~RS0为寄存器选择位,对该寄存器写 时,由这3位决定对8个片内寄存器中哪一个发生下一次的读或写操作。RS2为最高位,RS0为最 低位,RS2RS1RS0从000至111分别对应通信寄存器,模式寄存器,滤波器高寄存器,滤波器低 寄存器,测试寄存器,数据寄存器,零刻度校准寄存器,满刻度校准寄存器。CH2~CH0为通道选择。这3个位选择用作转 换或用作访问校准系数的通道,如表2。