【正文】 AVDD1與REFCAP相連時， REF變?yōu)楦咦杩馆斎?，并接受外部基準電?。 當采用內部基準時，應用 或者更大的電容將 REFCAP 旁路到AGND1，同時用 或者更大的電容將 REF 外也旁路到 AGND1。 該帶隙基準通過一個標稱值為 5k?的電組連接到 REFCAP（ 如 圖 220）。 基準電壓影響 ADC 的 FSR 如果要求的基準精度比內部基準更高，和／或多個轉換器需要相同的基準電壓，則推薦使用外部 基準 。 更大的基準電容需要更長的穩(wěn)定時間 。 在電源穩(wěn)定之前，不要啟動轉換 。12V（表 26）。 表 27 模式控制字節(jié) Table 27 ModeControl Byte 上電復位： MAX1301 上電 復位后即 進 入 采用外部時鐘模式的正常工作狀 態(tài)，所有電路都處于工作狀態(tài)（表 24 和表 28） 。 局部關斷模式控制字節(jié) 。 內部時鐘模式控制字節(jié) 。要 退出完全關斷模式， 可發(fā)出 下列模式控制字節(jié)之一來改變該模式 ： 外部時鐘模式控制字節(jié) 。 在完全關斷模式下，器件的所有模擬部分全部關斷 。 這種作法可防止 MAX1301 在嘈雜的數(shù)字環(huán)境下，由于 CS 干擾而錯誤地從局部關斷模式退出 。 復位字節(jié)。 外部采集模式控制字節(jié) 。 在局部關斷模式下，除了基準電壓產生電路和偏置電源外，器件所有的模擬部分全部關斷 。12V、雙極性、單端轉換方式，并且采用外部時鐘模式 （模式 0）。 復位（模式 4）： 如表 28 所示，設置 M[2:0]=100 時 將 MAX1301 復位至缺省狀態(tài) 。 轉換完成后， SSTRB 變?yōu)楦唠娖?，可以拉?CS 并讀取轉換結果 。在內部時鐘信號的第 11 個下降沿開始對模擬輸人采樣（圖 213）。 內部時鐘模式（模式 2）： 內部時鐘模式 下 ，內部時鐘控制模擬信號的采集和轉換 。 轉換完成后， SSTRB 變高，可拉低 CS 以讀取轉換結果 。 對于外部采集模式， CS 必須在開始的 15 個時鐘周期內保持低電平，然后在第 16個時鐘周期的下降沿或之后變?yōu)楦唠娖?，如圖 212 所示 ，要 獲得最佳性能，轉換期 間將 DIN 和 SCLK 置為空閑狀態(tài) 。 在外部采集模式 下，SCLK 控制模擬信號的采集，便于精確控制采樣模擬信號的時間 。 外部時鐘模式下， SSTRB 保持低電平，因此，如果 MAX1301 一直工作在外部時鐘模式下， SSTRB 可 以不接 。 SCLK既控制模擬信號的采集，也控制模擬信號的轉換，便于精確控制采集模擬信號的時間在SCLK 的第 14 個下降沿 開 始模擬輸人采樣（圖 211）。 在 SSTRB 變高之后，用戶提供 2 個字節(jié)的 SCLK，并讀取 DOUT 數(shù)據(jù) 。 1 2 4 .0 9 6REFNFSR VLS B V?? ?吉林農業(yè)大 學本科畢業(yè)設計 23 內部時鐘控制采樣時間 。 在 SSTRB 變高之后，用戶提供 2 個字節(jié)的 SCLK，并讀取 DOUT 數(shù)據(jù)。 用戶控制采樣時間 。 在整個 ADC 轉換 期間和從 DOUT 讀取數(shù)據(jù)過程中，均由用戶提供 SCLK。 用戶控制采樣時間 。 選擇轉換方式： 利用模式控制字節(jié)選擇轉換方式，并使用轉換啟動命令 （參 見表 2圖 21圖 212 和圖 213）來啟動轉換 。 模式控制字節(jié)的格式如表 所示 。 對于 MAX1301, LSB 采用 公式 3 進行計算 ： （公式 3） 其中 N 是位數(shù) （ N=14） , FSR 為滿量程范圍（見圖 216 和圖 217）。圖 218 所示的時序圖說明了如何寫模擬輸人配置寄存器 、圖 219 給出了 DOUT 和 SSTRB 的時序 。 輸人電壓范圍 圖 218 模擬輸入配置字節(jié)和模式控制字節(jié)的時序 Fig. 218 Analog Input Configuration Byte and ModeControl Byte Timing 吉林農業(yè)大 學本科畢業(yè)設計 22 圖 219 DOUT 和 SSTRB 時序 Fig. 219 DOUT and SSTRB Timing Timing 這些參數(shù) 可 用表 22 所示的模擬輸人配置字節(jié)來進 行配置 。 輸出數(shù)據(jù)格式： 在 SCLK 的下降沿，輸出數(shù)據(jù)以偏移二進制碼的格式從 DOUT 同步輸出，井且 MSB 在前 （ B13）。 器件配置為外部采集模式 （ 模式 1） ，且先前的轉換結果位 B13— B5 已經從 DOUT 移出 。 該起始位定義為： CS 為低時， 同 步移人 DIN 的第一個邏輯高電平位， 同 時需符合下列條件之一 ： 器件未進行數(shù)據(jù)轉換，且先前轉換的所有數(shù)據(jù)均己從 DOUT 移出 。 起始位： 如表 25 所示，使用 3 種輸人數(shù)據(jù)字格式與 MAX1301 進行通信 。 SSTRB 在外部時 鐘模式下（圖211）始終保持低電平，因此 可 以不連接 。 由于 SSTRB 永遠都不會是高阻態(tài)，因此其它設備不能共享該 信號線 。 表 26 量程范圍選擇 Table 26 RangeSelect Bits 數(shù)字接 口 用于完成以下功能 ： 選擇單端或真差分輸人通道配置 選擇單極性或雙極性輸人范圍 選擇工作模式： 外部時鐘 （ 模式 0） 外部采樣（模式 1） 內部時鐘（模式 2） DIF/ SGL R2 R1 R0 MODE 0 0 0 0 No Range Change* 0 0 0 1 SingleEnded Bipolar 3V to +3V FullScale Range (FSR) = 6V 0 0 1 0 SingleEnded Unipolar 6V to 0 FSR = 6V 0 0 1 1 SingleEnded Unipolar 0 to +6V FSR = 6V 0 1 0 0 SingleEnded Bipolar 6V to +6V FSR = 12V 0 1 0 1 SingleEnded Unipolar 12V to 0 FSR = 12V 0 1 1 0 SingleEnded Unipolar 0 to +12V FSR = 12V 0 1 1 1 DEFAULT SETTING SingleEnded Bipolar 12V to +12V FSR = 24V 1 0 0 0 No Range Change** 1 0 0 1 Differential Bipolar 6V to +6V FSR = 12V 1 0 1 0 Reserved 1 0 1 1 Reserved 1 1 0 0 Differential Bipolar 12V to +12V FSR = 24V 1 1 0 1 Reserved 1 1 1 0 Reserved 1 1 1 1 Differential Bipolar 24V to +24V FSR = 48V 吉林農業(yè)大 學本科畢業(yè)設計 21 復位（模式 4） 局部關斷模式（模式 6） 完全關斷模式（模式 7） 啟動轉換和讀取結果 片選 （ CS ） ： 主機通過 CS 使能與 MAX1301 之間的通信 ， 當 CS 為低時，數(shù)據(jù)在SCLK 的 上 升沿由 DIN 同步移人器件，并且數(shù)據(jù)在 SCLK 的 下 降沿從 DOUT 同步移出器件 。 SCLK速率可高達 10MHz（ 內部時鐘模 式 、 模式 2） 、 （ 外部時鐘模式 、 模式 0） 或 （ 外 部時鐘模式，模式 1）。 數(shù)字接口： MAX1301 具有 SPITM/QSPITM/MICROWIRETM 兼容的串行接 口。 之內 。 當 工作環(huán)境具有潛在的高能量電 壓 和／或電流瞬變時，需要從外部對 MAX1301 提 供 保護。箝 位二極管的擊穿電壓門限超過 ，可在 ESD 和其它 瞬 態(tài)沖擊情況下保護 MAX1301 的模擬輸人 （ 圖215）。 對 于 超出 FSR 的任何電壓，只要在 177。無論所指定的輸人電壓范圍是多少，以及通道是否被選擇，每 個模擬輸人都具有 177。 /0DIF SGL? 時，每一個模擬輸入通道均可通過設置 R[2:0]控制位獨立編程為 7 種單端輸人范圍之一 。 當 需要 數(shù)字化的信號頻率超過 15kHz 時，諧波失真將會加劇 。 表 23 輸入數(shù)據(jù)字格式 Table 23. Input Data Word Formats 表 24 單端模式 (DIF/SGL = 0)下的通道選擇 Table 24 Channel Selection in SingleEnded Mode (DIF/SGL = 0) 表 25 真差分模式 (DIF/SGL = 1)下的通道選擇 Table 25 Channel Selection in TrueDifferential Mode (DIF/SGL = 1) 模擬輸入帶寬： MAX1301 輸人采樣電路具有 2MHz 小信號帶寬 。 12V 的差分轉換方式（ 10101100） 。 例如，要將 CH2 和 CH3 配置為量程為 177。 在差分模式 下 ， IN+和 IN根據(jù)表 23 和表 25 進行選擇 。 求和結點電壓 VSJ 是通道輸人共模電壓的 函 數(shù) 見公式 1[8]： （公式 1） 這樣一來，在整個輸人電壓范圍內，模擬輸人阻抗才 相對 恒定，如圖 所示 。 模擬輸人具有 177。 模擬輸人信號源必須能夠驅動 ADC 的 17k? 輸人阻抗 如圖215。 各種工作模式下的 T/H 時序和采樣時間如圖 21圖 212 和圖213 所示 。 器件支持單端和差分輸 入 結構， 并 可編程設置單極性和雙極性信號范圍 。 如果出現(xiàn)較大的低頻噪聲，則應增加一個 10μF電容與 旁路電容并聯(lián) 。 另一種做法是在盡 可 能靠近器件的位置將 AVDD AVDD2圖 212 外部采樣模式（模式 1） Fig. 212 External AcquisitionMode Conversion (Mode 1) 圖 213 內部時鐘模式（模式 2） Fig. 213 Internal ClockMode Conversion (Mode 2) 吉林農業(yè)大 學本科畢業(yè)設計 17 和 DVDD 連接到一起，以方便電源連接 。表 21 所示為 4 個獨立電源 。空閑通道的故障狀態(tài)不會影響其它通道的轉換結果 [7]。此外，所有模擬輸人通道均具有 177。12V, 177。12V）和 3種差分輸人范圍 177。3V、 177。 MAX1301 具有 4 路單端模擬輸人通道或 2 路差分通道 。 表 21MAX1301 電源與電源旁路 Table 21. MAX1301 Power Supplies and Bypassing 供電輸入端 電壓范圍 (V) 典型電流值 (mA) 電路類型 旁路 DVDDO/DGNDO to 0.2 Digital I/O to DGNDO AVDD2/AGND2 to 17.5 Analog Circuitry to AGND2 AVDD1/AGND1 to 3.0 Analog Circuitry to AGND1 DVDD/DGND to 0.9 Digital Control Logic and Memory to DGND 圖 210 MAX1301 引腳示意圖 Fig. 210The pin figure of MAX1301 吉林農業(yè)大 學本科畢業(yè)設計 15 表 22 MAX1301 模擬輸入配置字節(jié) Table 22. Analog Input Configuration Byte 數(shù)據(jù)轉換 可 通過軟件編程實現(xiàn)多種通道配置和數(shù)據(jù)采集應用 。 此 ADC 帶有支 持單端和全差分輸人的 內部采樣保持（ T/H）電路進行單端信號轉換時，有效模擬 輸入電壓范圍從地電 位以下的 VREF到地電位以 上 的 +VREF。 MAX1301 引腳如圖 210 所示 。水平傳感器將安裝在溝中，然后填土埋好。一個可選的方法是把事先用當?shù)赝寥?所做的泥漿沿著傳感器注入孔中，然后插入傳感器。移動棒到相反的方向，距離同樣為 3 英寸的位置，然后重復這個過程在先前 2 洞的 90 度方向。確保土壤填滿傳感器，用一個直徑 英寸的棒深入到土壤中，棒與傳感器的距離大約為 3 英寸，與傳感器同樣的深度。用 英寸的土壤采樣器可以很方便的挖出這個洞。對于比較深的農作物，例如果樹，它通常垂直的放置。不包括在測量區(qū)域內。 3 個灌溉表技術 (蒸發(fā)量，作物水脅迫指數(shù) cwsi 和土壤水分 )的綜合應用可以提比特 符號轉換 符號 碼元 轉換 PSK 調制 調制信號 二進制數(shù)據(jù) 吉林農業(yè)大 學本科畢業(yè)設計 14 供農作物適宜生長的最大的保證。自動控制系統(tǒng)能開關水泵和閥門等。 ③ 遠程操作 tdr 土壤水分傳感器與數(shù)采，遠距離傳輸設備可以構成遙測系統(tǒng)。 tdr 可測量土壤水分的體積百分比，與土壤的本身的