16位a-d转换器cs5521在双色红外信号检测中的应用

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1、16位A/D转换器CS5521在双色红外信号检测中的应用

2、第1...lunA)。因此，要求信号检测电路具有低噪声、低零漂、高抗噪及大范围增益可调等性能。这类电路一般由电流—电压转换模块、可编程增益放大模块和A/D转换模块组成。若将各部分用不同芯片来设计，电路不仅功耗大、体积大，而且参数调整和性能补偿都较复杂。如果选用美国Crystal公司推出的CS5521A/D转换芯片，设计红外信号检测电路，可克服上述缺点。500)this.style.ouseg(this)">１CS5521简介CS5521芯片为２０脚PDI

3、P或SSOP封装。其结构如图1所示，由多路复用器、20倍斩波稳定测量放大器，可编程增益放大器(PGA)、带有数字滤波器的16位Δ－ΣA/D转换器及片上校验电路(Calibration)和寄存器构成。１．１主要性能·16位A/D转换精度。·串行接口。500)this.style.ouseg(this)">·两个差分输入物理通道。每个通道可自校验和系统校验。可设定四个逻辑通道，可多通道自动循环转换。·6种缓冲单／双极输入范围：25mV、55mV、100mV、1V、2.5V、5V。·转换数据FIFO(先入先出)，最高

4、输出频率为303Hz（此时接100kHz晶振）。·单电源＋5V模拟供电，＋5V或＋3V数字供电。·可按如图2(a)设计成自身提供负电源，在NBV端产生－1.8V～－2.5V的电压，从而使片上测量放大器能够测量≤±100mV的以地为参考的双极性信号。·功耗：5.5m385－2.5产生2.5V电压来满足。500)this.style.ouseg(this)">考虑到所测红外信号强弱差异，仅靠CS5521片内放大器增益调节不能满足故加开关MAX4580来改变串接电阻大小。信号电流≥5μA时，仅R1、R2接入；信号

5、电流＜5μA时，由89C2051的P1.3脚控制接入R1′、R2′来检测微弱信号。可通过CS5521自校验来实现自调零和增益设定。若要测每个通道信号的精确值，除2.5V量程外都需要进行系统校验，否则可能产生多达20％的增益误差。系统校验时，外部需要提供如图2(b)、图2(c)所示的精确基准电路。校验结束后，将各量程的偏置值和增益值存入2051的程序中，在转换量程时将相应值送入各自寄存器即可。若仅需信号的相对值，可进行在线自校验。整个电路由20脚的89C2051来控制。／CS端始终有效，SCLK为串行时钟输入端，

6、SDI为CS5521串行命令／数据输入端，SDO为CS5521数据输出端空闲时为高电平，高电平向低电平转变用来指示芯片A/D转换数据可取或校验结束。２．２软件实现软件主要包括系统复位初始化模块、A/D转换控制模块、数值处理模块。因为A/D转换控制和数值处理与具体应用紧密相关，限于篇幅在此不作重点介绍。初始化分为上电自动复位初始化、软件复位初始化和端口复位初始化。CS5521在上电区间会自动复位到一定状态。是否已正确复位可通过读取Configure寄存器的数据并测试其是否为000040H来判断（也可仅测试Co

7、nfigure寄存器的RV位是否有效来判断，笔者认为，为可靠起见，应比较所有内容）。可将Configure寄存器的RS位置″1″来实现软件复位。此时正确复位的标志是Configure寄存器的内容为0000C0H。注意：软件复位后应将RS位清零。端口复位强制CS5521进入命令接收状态，可用于错误处理。它由微处理器向CS5521连续发送15字节″11111111″，加一字节″11111110″来实现。如下是软件复位程序片段：LCALLINITPORT;端口复位，进入命令状态。MOV20H,＃00000011B;

8、＃00000011B为写Configure寄存器命令字。LCALL;发送写命令字,20H、21H、22H为命令／数据缓存寄存器组。MOV20H,＃00110000B;置Configure寄存器内容。MOV21H,＃00010000B;MOV22H,＃10000000B;22H单元第7bit为RS位，现为有效。LCALLOV20H,＃00001011B;＃00001011B为读Configure寄存器命令字。LCALL；发送读命令字。LCALLRD24；读24位Configure寄存器。LCALLAP

9、；与标志字比较，相等则置标志位C＝″1″；否则C＝″0″。JNCERROR1;若复位错，则转错误处理，可在端口复位后再软件复位。MOV20H,＃00000011;＃00000011为写Configure寄存器命令字。LCALL；发送写命令字。MOV20H,＃00110000B;置Configure寄存器内容。MOV21H,＃00010000B;MOV22H,＃1000000