片机与A/D转换器的接口设计

max195是16位逐次逼近方式的adc。它将高精度、高速度、低电源功耗(消耗电流仅10μa)的关闭方式等性能结合在一起。内部校准电路对线性度与偏置误差进行校正，所以无需外部调整便可达到全部额定的性能指标。电容性的dac结构使之具有特有的85kbps跟踪/保持功能，变换时间仅需9．4μs。三态串行数据输出及引脚可选的单极性(0～vref)或双极性(－vref～＋vref)的输入范围使之可广泛应用于便携式仪表、医用信号采集及多传感器测量等系统中。 　　1 max195引脚及说明　　max195有16个引脚，其排列如图1所示。　　2 max195转换原理及时序　　max195片内含有电容性的数字模拟变换器(dac)，可对模拟输入进行特有的跟踪和保持，再由逐次逼近寄存器和比较器，在变换时钟clk的控制下，把模拟输入变换成16位数字代码，通过片内的串行接口输出。芯片内的接口和控制逻辑易与大多数微处理器相连，减少了对外部元件的需求。　　其变换及数据输出的时序如图2所示。 　　由时序可以看出，在前次变换结束至少经过三个或三个以上时钟周期后，变换在有效后的clk时钟下降沿开始(max195对信号的跟踪/保持、采集需4个clk周期)。同时，在下一个时钟下降沿变高，待经过9．4μs(clk为1．7mhz)变换结束后，由高变低，给出变换结束信号，可送去中断或被查询。变换结束由三态串行口dout端输出。在变换期间由clk控制读出数据，也可在两次变换之间由sclk串行时钟定时读出数据，最高速率可达5mbps。图2中所示情况为后者，在保持低电平后，在每个sclk的下降沿，dout端按msb在前的次序输出一位数据，否则，dout处于高阻态。　　3 max195的校准　　max195在上电时自动进行校准。为了减少噪声的影响，每一个校准试验进行多次并对其结果求平均值。在时钟频率1．7mhz下，校准大约需14000个时钟周期或8．2ms。除了上电校准之外，把拉至低电平将使max195暂停工作，使再次回到高电平便启动一次新的校准。　　注：只有在上电延迟期间，电源尚未稳定就开始上电校准或电源电压、环境温度及时钟频率发生明显变化时，才建议重新加以校准。　　软件校准参考子程序如下：　　4 at89c51与max195的接口设计　　图3为at89c51与max195接口的硬件电路图。 　　图中at89c51的ale端输出信号(等于1/6晶振频率fosc＝6mhz)作为clk变换时钟。p1．5作为max195的启动控制端。端悬空表示模拟信号可双极性输入，也可根据需要接＋5v———单极性输入；接地———关闭方式。　　根据图3，给出a/d采样程序如下： 注：采样结果保存在r2、r33中。