【文章內(nèi)容簡介】 信息。寫“0”，器件處于正常工作模式。e) CHICH0 通道選擇 這2個位選擇一個通道以供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換或訪問校準系數(shù)。器件內(nèi)的3對校準寄存器用來存儲校準系數(shù)。當CH1 為邏輯1 而CH0 為邏輯0時，由表可見對AD7705是AIN1()輸入腳在內(nèi)部自己短路。這可以作為評估噪聲性能的一種測試方法（無外部噪聲源）。在這種模式下，AIN1()/COMMON 輸入端必須與一個器件允許的共模電壓范圍內(nèi)的外部電壓相連接。 AD7705 的通道選擇CH1CH0AIN(+)AIN()校準寄存器對00AIN1(+)AIN1()寄存器對001AIN2(+)AIN2()寄存器對110AIN1()AIN1()寄存器對011AIN1()AIN2()寄存器對2設(shè)置寄存器，決定校準模式、增益設(shè)置、單/雙極性輸入以及緩沖模式。（RSRSRS0=0、0、1）；上電/復(fù)位狀態(tài)：01Hex設(shè)置寄存器是一個8 位寄存器，它既可以讀數(shù)據(jù)又可將數(shù)據(jù)寫入。 為設(shè)置寄存器各位的說明。 設(shè)置寄存器的位MD1MD0G2G1G0BUFFSYNCa) MD1MD0工作方式選擇 MD1 MD0 的值決定AD7705的工作方式，MD1MD0工作方式00正常模式，在這種模式下，轉(zhuǎn)換器進行正常的模數(shù)轉(zhuǎn)換01自校準。在通信寄存器的CH1 和CH2 選中的通道上激活自校準。這是一步校準，完成此任務(wù)后，返回正常模式，即MD1 和MD0 皆為0。開始校準時 DRDY 輸出腳或 DRDY 位為高電平，自校準后又回到低電平，這時，在數(shù)據(jù)寄存器產(chǎn)生一個新的有效字。零標度校準是在輸入端內(nèi)部短路（零輸入）和選定的增益下完成的；滿標度校準是在選定的增益下及內(nèi)部產(chǎn)生的VREF/選定增益條件下完成的10零標度系統(tǒng)校準。在通信寄存器的CH1和CH2選中的通道上激活零標度系統(tǒng)校準。當這個校準序列時，模擬輸入端上的輸入電壓在選定的增益下完成校準。在校準期間，輸入電壓應(yīng)保持穩(wěn)定。開始校準時 DRDY 輸出或 DRDY 位為高電平，零標度系統(tǒng)校準完成后又回到低電平，這時，在數(shù)據(jù)寄存器上產(chǎn)生一個新的有效字。校準結(jié)束時，器件回到正常模式，即MD1 和MD0 皆為011滿標度系統(tǒng)校準：在選定的輸入通道上激活滿標度系統(tǒng)校準。當這個校準序列時，模擬輸入端上的輸入電壓在選定的增益下完成校準。在校準期間，輸入電壓應(yīng)保持穩(wěn)定。開始校準時DRDY輸出或DRDY位為高電平，滿標度系統(tǒng)校準完成后又回到低電平，這時，在數(shù)據(jù)寄存器上產(chǎn)生一個新的有效字。校準結(jié)束時，器件回到正常模式，即MD1和MD0皆為0b) G2G0 增益選擇位。這些位負責片上的PGA 的增益設(shè)置。G2G1G0增益設(shè)置0001001201040118100161013211064111128c) B/U單極性/雙極性工作。“0”表示選擇雙極性操作，“1”表示選擇單極性工作。d) BUF 緩沖器控制?！?”表示片內(nèi)緩沖器短路，緩沖器短路后，電源電流降低。此位處于高電平時，緩沖器與模擬輸入串聯(lián)，輸入端允許處理高阻抗源。e) FSYNC 濾波器同步。該位處于高電平時，數(shù)字濾波器的節(jié)點、濾波器控制邏輯和校準控制邏輯處于復(fù)位狀態(tài)下，同時，模擬調(diào)制器也被控制在復(fù)位狀態(tài)下。當處于低電平時，調(diào)制器和濾波器開始處理數(shù)據(jù)，并在3（1/輸出更新速率）時間內(nèi)（也就是濾器的穩(wěn)定時間）產(chǎn)生一個有效字。FSYNC 不影響數(shù)字接口，也不使 DRDY 輸出復(fù)位（如果它是低電平）。時鐘寄存器，包括濾波器選擇位和時鐘控制位。（RSRSRS0=0、0）；上電/復(fù)位狀態(tài)：05Hex,時鐘寄存器是一個可以讀/寫數(shù)據(jù)的8 位寄存器。ZEROZEROZEROCLKDISCLKDIVCLKFS1FS0a) ZERO 必須在這些位上寫零，以確保AD7705正確操作。否則，會導(dǎo)致器件的非指定操作。b) CLKDIS 主時鐘禁止位。邏輯“ 1” 表示阻止主時鐘在MCLKOUT 引腳上輸出。禁止時，MCLKOUT 輸出引腳處于低電平。這種特性使用戶可以靈活地使用MCLKOUT 引腳，例如可將MCLKOUT 做為系統(tǒng)內(nèi)其它器件的時鐘源，也可關(guān)掉MCLKOUT，使器件具有省電性能。當在MCLKIN上連一個外部主時鐘，AD7705繼續(xù)保持內(nèi)部時鐘，并在CLKDIS 位有效時仍能進行正常轉(zhuǎn)換。當在MCLKIN 和MCLKOUT 之間接一個晶體振蕩器或一個陶瓷諧振器，則當CLKDIS 位有效時，AD7705 時鐘將會停止，也不進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。c) CLKDIV 時鐘分頻器位。CLKDIV 置為邏輯1 時，MCLKIN 引腳處的時鐘頻率在被AD7705使用前進行2 分頻。例如，將CLKDIV 置為邏輯1，用戶可以在MCLKIN 和MCLKOUT 的晶體， 進行操作。CLKDIV置為邏輯0，則MCLKIN 引腳處的頻率實際上就是器件內(nèi)部的頻率。d) CLK 時鐘位。CLK 位應(yīng)根據(jù)AD7705 的工作頻率而設(shè)置。（CLKDIV=0）（CLKDIV=1），CLK 應(yīng)置“0”。如果器件的主時鐘頻率為1MHz（CLKDIV=0）或2MHz （CLKDIV=1），則該位應(yīng)置“1”。該位為給定的工作頻率設(shè)置適當?shù)臉硕入娏鳎⑶乙玻ㄅcFS1 和FS0 一起）選擇器件的輸出更新率。如果CLK 沒有按照主時鐘頻率進行正確的設(shè)置，則AD7705的工作將不能達到指標。e) FS1FS0 濾波器選擇位，它與CLK 一起決定器件的輸出更新率。 顯示了濾波器的第一陷波和3dB 頻率。片內(nèi)數(shù)字濾波器產(chǎn)生sinc3（或sinx/x3）濾波器響應(yīng)。與增益選擇一起，它也決定了器件的輸出噪聲。改變了濾波器的陷波以及選定的增益將影響分辨率。器件的輸出數(shù)據(jù)率（或有效轉(zhuǎn)換時間）等于由濾波器的第一個陷波選定的頻率。例如，如果濾波器的第一個陷波選在50Hz，則每個字的輸出率為50Hz，即每2ms 輸出一個新字。當這些位改變后，必須進行一次校準。達到滿標度步進輸入的濾波器的穩(wěn)定時間，在最壞的情況下是4（1/輸出數(shù)據(jù)率）。例如，濾波器的第一個陷波在50Hz，則達到滿標度步進輸入的濾波器的穩(wěn)定時間是80ms（最大）。如果第一個陷波在500Hz，則穩(wěn)定時間為8ms（最大）。通過對步進輸入的同步，這個穩(wěn)定時間可以減少到3（1/輸出數(shù)據(jù)率）。換句話說，如果在FSYNC 位為高時發(fā)生步進輸入，則在FSYNC位返回低后3（1/輸出數(shù)據(jù)率）時間內(nèi)達到穩(wěn)定。3dB 頻率取決于可編程的第一個陷波頻率，按照以下關(guān)系式：濾波器－3dB 頻率=濾波器第一個陷波頻率CLKFS1FS0輸出更新率濾波器3dB截止頻率00020HZ HZ00125 HZ HZ010100 HZ HZ011200 HZ HZ10050 HZ HZ10160 HZ HZ110250 HZ HZ111500 HZ131 HZ注：假定MCLKIN 腳的時鐘頻率正確，CLKDIV 位的設(shè)置也是適當?shù)摹?A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計A/D7705使用5V單電源，它有兩個模擬差分輸入通道，在電源為5V、. A/D7705可直接接收傳感器產(chǎn)生的小信號以進行A/D轉(zhuǎn)換并輸出串行數(shù)字信號。它采用Σ－Δ技術(shù)來實現(xiàn)16位A/D轉(zhuǎn)換。采樣速率由MCLKIN端的主時鐘和放大器的可變增益來決定。實際上，A/D7705同時可以對輸入信號進行片內(nèi)放大、調(diào)制轉(zhuǎn)換和數(shù)字濾波處理。其數(shù)字濾波器的阻帶可編程控制，以便調(diào)節(jié)濾波器的截止頻率和輸出數(shù)據(jù)更新速率[7]。關(guān)于A/D7705基準電壓的選擇中，為了測量的精度，沒有直接將電源電壓作為基準電壓，而是選用專門的穩(wěn)壓集成芯片ASM1117，并且要進行去耦處理。A/。 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊電路整個系統(tǒng)采用串行通信方式0進行數(shù)據(jù)的讀入，從該模塊電路上可以看出，引腳1 SCLK接單片機AT89S52的引腳11 TXD，使TXD每一個機器周期向SCLK輸入一個同步移位脈沖。引腳2 MCLK IN接單片機的引腳30 ALE，當ALE不訪問外存儲器時，該端以1/6時鐘頻率輸出正脈沖，為A/D7705提供主時鐘信號。AIN1(+)、AIN1()作為差分模擬輸入通道的正負端，分別與多路選擇器的兩個輸出口連接，以AIN1()作為輸入信號的參考點，在電源電壓5V、可處理0～+～+。引腳13 DOUT和引腳14 DIN 接單片機的RXD，DOUT/DIN輸出或輸入串行數(shù)據(jù)，而RXD接收或輸出串行數(shù)據(jù)。串行數(shù)據(jù)的輸入輸出，要通過軟件控制TI和RI的狀態(tài)。這兩個引腳要接入10K的上拉電阻，同樣保證所讀電平狀態(tài)穩(wěn)定，不會發(fā)生跳躍現(xiàn)象。引腳12DRDY接單片機的引腳12INT0，當DRDY=0時，表示此時可以從A/D7705的數(shù)據(jù)寄存器中獲取新的輸出字。在從讀出字節(jié)的子程序中，往往需要判斷 DRDY 的狀態(tài)，當?shù)碗娖綍r才準許讀取數(shù)據(jù)，而且完成輸出字節(jié)的讀操作后，DRDY 自動回到高電平狀態(tài)。在程序運行中，必須先對A/D7705進行初始化處理，而在初始化程序中，我們只需要設(shè)置通信寄存器、時鐘寄存器和設(shè)置寄存器這三個寄存器。在通信寄存器中，先寫入0x20，DRDY =0，通信寄存器上的寫操作能夠準確完成；RS2RS0=010，設(shè)置下一個寄存器指向時鐘寄存器；R/W =0，表示下次操作是寫；STBY=0，使器件處于正常工作模式；CH1CH0=00，選擇通道AIN(+)和AIN()。再者，對時鐘寄存器進行設(shè)置，寫入0x0c。ZEROZEROZERO=000，確保A/D7705正確操作；CLKDIS=0，使MCLK OUT 輸出引腳處于低電平；CLKDIV=1，使，MCLK IN 引腳處的時鐘頻率在被A/D7705 使用前進行2 分頻；接2M主時鐘頻率，設(shè)置CLK=1；FS1FS0=00，置輸出更新率為50Hz。然后再次設(shè)置通信寄存器，寫入0x10，設(shè)置下一個寄存器指向設(shè)置寄存器。最后，寫0x7e到設(shè)置寄存器中。MD1MD0=01，置自動校準；G2G0=111，增益設(shè)置為128；/U=1，表示選擇單極性工作；BUF=1，此位處于高電平時，緩沖器與模擬輸入串聯(lián)，輸入端允許處理高阻抗源；FSYNC=0，濾波器同步。同時，注意在對A/D7705初始化時需對數(shù)據(jù)進行倒序處理 溫度顯示模塊該系統(tǒng)用動態(tài)掃描的方式進行顯示。在硬件設(shè)計中將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。選亮數(shù)碼管采用動態(tài)掃描顯示。動態(tài)掃描顯示的原理是輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應(yīng)的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時都在顯示。動態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的。該方案與靜態(tài)顯示相比，硬件電路比較復(fù)雜，成本較高。,但一定要加上它，因為每一個段碼的發(fā)光二極管所能承受的最大電流為10mA20mA。在電源電壓為5V時，如果不加限流電阻，則流過發(fā)光二極管的電流會有幾百毫安，這樣很快會燒壞發(fā)光二極管[5]。 顯示電路還需要說明的一點是，該系統(tǒng)選用共陽極數(shù)碼管，這樣在段碼控制端口（P0口）為低電平時數(shù)碼管導(dǎo)通點亮。為什么選用共陽極數(shù)碼管呢？因為51單片機中或者是其它的一些集成電路中，它的灌電流要大于其輸出電流，所以要選用共陽極數(shù)碼管，讓P0口以灌電流的方式提供驅(qū)動電流，以提高驅(qū)動能力。還需要特別說明的一點是，用端口不能直接去驅(qū)動每個數(shù)碼管的位選端口，因為51單片機的每個端口只能提供20mA的電流，如果去驅(qū)動的話，會很快燒壞單片機的端口。 報警及鍵盤輸入模塊為了實現(xiàn)查詢單通道溫度并顯示對應(yīng)通道和溫度，系統(tǒng)電路中需要增加按鍵輸入模塊。其中，當S1不按下時，始終執(zhí)行主程序中八通道溫度自動巡檢；當S1按下后，進入到單通道查詢子程序中，可以進行單通道的溫度查詢。，作為通道數(shù)增加的控制按鈕。理想中使用矩陣鍵盤進行單通道溫度查詢是最優(yōu)選擇，但基于單片機端口使用情況，本系統(tǒng)電路無法選用矩陣鍵盤。為了實現(xiàn)0℃～300℃的溫度范圍，當溫度超過測溫范圍時應(yīng)該給以提醒。發(fā)光二極管串聯(lián)330Ω的電阻，接在+5V電源端，通過灌電流驅(qū)動發(fā)光二極管閃動。此模塊中的按鍵SS2在引腳一側(cè)加入10KΩ 的上拉電阻，保證I/O讀到的電平狀態(tài)穩(wěn)定。其實不加上拉電阻也可以，SS2直接接地，但為了保證系統(tǒng)電路運行的可靠性，應(yīng)該加上拉電阻[8]。 報警及鍵盤輸入電路 電源模塊該模塊需要提供+5V、+。+5V電壓可以由降壓變壓器、整流橋、穩(wěn)壓集成芯片LM7805等元件產(chǎn)生，+、。 +5V直流穩(wěn)壓電源。 +5V直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的+5V直流電壓裝置，它需要經(jīng)過變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)才能完成[6]。：電源變壓器采用降壓變壓器，將電網(wǎng)交流220V電壓變成8V電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓決定，此處變比K=。整流電路采用單向?qū)蛟?，?0Hz的正弦交流電變換成脈動的直流電。整流電路常采用二極管橋式整流電路，使得在交流電源正負半周內(nèi)，整流電路負載上都有方向不變的脈動直流電壓和電流。每個二極管只在半個周期內(nèi)導(dǎo)電，流過每個二極管的平均電流等于輸出電流的平均值的一半，即ID = IL/2 = 。（U2為副邊電壓有效值） +5V直流穩(wěn)壓電源濾波電路將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到較為平滑的直流電壓。在電源模塊設(shè)計中，通常利用電容器兩端電壓和流過電感器電流不能突變的特點，將電容器和負載電容并聯(lián)或電容器和負載電阻串聯(lián)，以達到使輸出電壓、電流波形基本平滑的目的。穩(wěn)壓電路是