模数转换芯片CS1180的应用技巧

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1、称重科技2008·青岛模数转换芯片CS1180的应用技巧深圳芯海科技有限公司张会【摘要】本文简单介绍了深圳芯海科技有限公司开发制造的CS1180型ADC集成电路，解答了几个应用方面的实际问题，对更好的利用该芯片制造衡器仪表提供了有益的参考。【关键词】模数转换芯片CS1180CS1180是深圳芯海科技有限公司开发的一款基于Σ-Δ原理的模数转换芯片。具有24位的无失码转换位数和20位的有效分辨率，1～128倍可编程放大器，可进行自校准和外部校准，通过寄存器设置控制参数。CS1180具有SSOP-16小尺寸封装，价格低、性价比高

2、等特点，特别适合在衡器的称重仪表、称重传感器、数字式接线盒等重要部件中应用。对于一个适合于在衡器部件中进行模数转换的应用系统，其性能的好与差并不仅仅依赖于模数转换芯片的性能，整体结构、外围电路及其元器件、控制参数的选择、软件算法等等也不同程度地影响着整个应用系统的性能。本文重点介绍几点可以发挥CS1180特点的应用经验，供大家参考。一、CS1180芯片简介1、管脚的排列与作用0图1CS1180的管脚排列1称重科技2008·青岛图一示出了CS1180的管脚排列，各管脚作用见表一。2、主要内部单元（1）增益可编程放大器：CS1

3、180含有一个可通过向寄存器写入控制参数来改变增益的可编程放大器，最大增益可达到128倍。表1各管脚的作用管脚作用管脚作用1数字电路接“地”端（简称“数字地”）9模拟电路接“地”端（简称“模拟地”）主时钟输入端，外接晶体振荡器或作为外210模拟电路电源输入端（简称“模拟电源”）接时钟的输入端晶振驱动端，外接晶体振荡器，外接时钟311“片选”控制输入端，低电平有效时需悬空数字电路接地端，与1脚相接成环状起一412串行数据输入端定的信号隔离作用5模拟参考电压高电位输入端（轨-轨）13串行数据输出端6模拟参考电压低电位输入端（轨

4、-轨）14串行数据同步脉冲输入端7模拟信号输入端（+）（轨-轨）15“数据准备就绪”信号输出端，低电平有效8模拟信号输入端（-）（轨-轨）16数字电路电源输入端（简称“数字电源”）（2）模拟参考电压：用来限定模拟信号的量程范围，即模拟信号的最大量程为（Vref+－RANVref-）/PGA/2(左式中PGA为放大器增益，RAN见本节第5段)。（3）时钟单元：CS1180内部有时钟电路，外接晶体振荡器后即可提供时钟脉冲，CS1180也可由外部时钟电路提供时钟脉冲，这时需要由MCLK脚输入。CS1180允许的时钟频率范围为1～

5、10MHz。（4）串行总线接口（SPI）：CS1180与外部控制器的通讯是由标准的四线串行总线接口（SPI）完成的，该接口的四各信号分别是——片选信号（CS）：用来选通接口，由外部控制器控制，低电平有效，在通讯器件必须始终维持低电平，否则数据传输将被中止。在没有选通要求时，也可将该信号接“地”，使接口始终处于工作状态。——串行时钟（SCLK）：传输数据时的数据同步脉冲信号，由外部控制器发出。——串口数据输入端（SDI）：数据出现在该引脚后由SCLK上升沿采样读入。——串口数据输出端（SDO）：数据在SCLK下降沿时出现在该

6、引脚。三态输出，接上拉电阻时可与SDI端接在一起，以减少外部控制器的端口占用。另外，CS1180配有一个“数据准备就绪（DRDY）”信号与串口配合，当内部转换数据更新后，2称重科技2008·青岛DRDY电平立即由高变低，数据被读取或内部数据刷新时，该电平将返回到高电平。该信号可用于外部中断或查询。（5）控制寄存器：CS1180有四个八位寄存器存放控制参数（见表2），通过控制参数的选择，可在一定范围内调整CS1180的性能，以获得更优的系统性能。表2控制寄存器地址D7D6D5D4D3D2D1D0复位值00HID3ID2ID1

7、ID0--PGA2PGA1PGA0X0H01H--------------MUX01H02HDRDYU/BSPEED--BITORRANDR1DRO00H03H----ISET1ISET0------CHSEL00HID3–ID0：制造厂注入的标记PGA2–PGA0：增益选择PGA2PGA1PGA0增益PGA2PGA1PGA0增益0001100160012101320104110640118111128MUX：模拟信号输入端设置0--内部短路；1--接外部信号DRDY：“数据准备就绪”引脚信号的寄存器映像位，只读，详见SP

8、I定U/B：转换极性选择0--双极性；1--单极性注：数据符号也有相应变化，双极性下输入负信号时输出数据为补码SPEED：采样频率选择0--主频的128分之一；1--主频的256分之一BITOR：串口发送顺序0--Bit高位在前；1--Bit低位在前RAN：量程范围选择0--0.1V≤(Vref+-Vr