采用MAX197设计的高精度多量程数据采集监控系统.pdf

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1、技改与创新化工自动化及仪表，2010，37(12)：108—111ControlandInstrumentsinChemicMIndustry采用MAXl97设计的高精度多量程数据采集监控系统毛行标(顺德职业技术学院电子系，广东顺德528333)摘要：以MAXl97芯片为数据采集核心芯片，以单片机为中央控制CPU，通过设置测量范围、测量通道，实现多量程、多通道单选、多通道循环采集的高精度多量程数据采集监控系统。关键词：MAXl97；通道；单片机；数据采集中图分类号：TP273文献标识码：B文章编号

2、：1000—3932(2010)12-0108-041引言随着计算机技术的发展，在工业生产中自动检测与控制系统都离不开数据采集与信号处理，它是这些系统最初最原始数据的来源，数据采集技术是信息科学的一个重要分支，广泛应用于信号监控处理、通信、测量、制造、自动控制等现代电子信息实时监控处理工程。本文介绍的是一款基于Maxim公司的MAXl97芯片设计的，性价比较高的12位高精度模数转换芯片，通过单片机制作成数据采集监控系统。MAXl97芯片是快速模数转换芯片，转换时间最小仅为6斗s，有12位并行的三态

3、数据接口，芯片包含高精度的参考电压源和时钟电路，因此它只需要很简单的外部电路即可完成模数转换，应用十分方便。2MAXl97简述2．1芯片特性MAXl97(如图l所示)是Maxim公司推出的具有12位测量精度的高速A／D转换芯片，只需单5V电源供电，可以和大部分单片机直接接口。MAXl97无需外接元器件就可独立完成A／D转换功能。特点如下：(1)12位分辨率，1／2LSB线性度；(2)工作电源为单电源+5v供电；(3)软件编程可选择输入量程：±10V，±5V，0一+5V。0一+10V；(4)在多路选

4、择量程时，模拟量输入最高最低保护电压为±16．5V；(5)8路模拟量输入通道；(6)6炉转换时间，100kSPS采样速度；(7)内／外部采集控制，当使用内部采集控制时参考电压为4．096V；(8)两种掉电模式；(9)内部或外部时钟。CI。KU西匝而匝雨)巨HBEN臣—SH—DN匝D7臣D6匝D5匝D4．匦D3／D11匝D21D10匝DI／D9IE3D0／D81雨蛰DGND囫V。。羽REF习REFADJ团而囵CH7囵CH6司CH5团CH4囝CH3囵CH2团CHI固CHO同AGNDDIP／SO／SSO

5、P／CeramicSB图1系统总体结构2．2引脚功能介绍MAXl97工作温度范围为0—70℃，有双列直插DIP28、宽SO、SSOP和陶瓷SB四种不同的封装。引脚功能如下：1脚(CLK)：时钟输入。外部时钟输入时，由此引脚输入电平与rI-rL或CMOS兼容的时钟。内部时钟模式时，该脚与地之间接一100pF的电容，以确定内部时钟频率。2脚(cs)：片选，低电平有效。3脚(WR)：当CS为低电平时，在内部采集模式下，WR的上升沿将锁存数据，并启动一次采集和一次转换周期；在外部采集模式下，WR的第一个收

6、稿日期：2010—11-26(修改稿)第12期毛行标．采用MAXl97设计的高精度多量程数据采集监控系统·109·上升沿启动采集，第二个上升沿结束采集，并启动转换周期。4脚(RD)：当Cs为低电平时，RD的一个下降沿将允许读取数据总线上的数据。5脚(HBEN)：用于切换12位转换的数据。HBEN为高电平时读取数据总线上的数据为高4位，HBEN为低电平时读取数据总线上的数据为低8位。6脚(SHDN)：设置电源关闭模式，低电平有效。7～14脚：三态数据I／O端口。15脚：模拟信号接地。16～23脚：8

7、位模拟量输入端口。24脚(1NT)：当数据转换结束时，INT呈现低电平，并做好数据输出的准备。25，26脚：基准电源，如果使用内部基准电源时，25脚直接接0．01p．F的电容，26脚接4．7斗F的电容；如果使用外部基准电源，26脚直接接外部基准电源。27脚(VDD)：芯片工作电源+5V。28脚(DGND)：数字信号接地。2．3控制字格式MAXl97的工作方式、输入电压范围的选择、输入通道的选择等都是通过软件编程控制字来实现的，MAXl97的A／D启动转换是通过控制字进行的，当写入控制字后开始采集数

8、据进行A／D转换，转换结束24脚(INT)输出一个低电平中断信号，做好转换后的数据输出的准备。控制字格式及说明如表1、表2所示。表1控制字格式lDT(MSB)1)6D5D4D3D2DlDO(LSB)IPDIPDOACQMODRNGBIPA2AlA0表2控制字格式说明控制位名称控制说明这两个位元的时钟和电源选择模式，00正常操作／外部时钟模式；01正常操作／内部7，6PDl．PD0时钟模式；10外部电源，外部时钟模式；11外部电源，内部时钟模式。5ACQMOD0=内部控制采集，1=外