主流A/D转换芯片学习详解（1）：美信MAX197
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void Init_MAX197()
{
P1=0x00;
MAX197_Write(0x40);
}
void main()
{
long int frag,i;
uint j;
init_uart();
while(1)
{
Init_MAX197();
frag=MAX197_Read();
i=frag*500000/4096;
send_dat(i/100000);
send_char('.');
send_dat(i/10000%10);
send_dat(i/1000%10);
send_dat(i/100%10);
send_dat(i/10%10);
send_dat(i%10);
send_char('v');
send_char('r');
send_char('n');
}
}
#ifndef chuankou
#define chuankou
void init_uart()
{
TMOD = 0X20;
TH1 = 0XFA;
TL1 = 0XFA;
SCON = 0X40;
PCON = 0X80;
TR1 = 1;
REN = 1;
}
void send_dat(uint dat1)
{
SBUF = (dat1+'0');
while(TI==0);
TI = 0;
}
void send_char(uchar dat)
{
SBUF = dat;
while(TI==0);
TI=0;
}
void printstr(uchar *p)
{
while((*p)!=' ')
{
send_dat(*p);
p++;
}
}
#endif
#ifndef delay
#define delay
delayl(uint n)
{
uint i,j;
for(i=n;i>0;i--)
for(j=114;j>0;j--);
}
delays(uint i)
{
while(i--);
}
#endif
一、MAX197在多通道数据采集中的应用
内部采样模式的数据转换时序
对于模拟到数字量的转换，时序要求非常严格，由于MAX197的数字信号输出引脚是复用的，要正确读出转换结果，时序要求尤其重要。在一次采样开始前，可以通过单片机的8位数据线把这些控制字写入MAX197来初始化相应的参数。然后按照一定的时序进行采样和转换。
HBEN为12位数据高4位或低8位有效控制位，当此位为高时，高4位数据有效，为低时低8位数据有效。可以通过控制这个引脚来读取12位的转换结果。
MAX197与单片机硬件接口设计
MAX197是一种通用A/D芯片，可以和多种微机接口，在此选用AT89C52单片机作为主处理器。通过AT89C52的P0.0~P0.7与MAX197的D0~D7相连，既用于输入MAX197的初始化控制字，也用于读取转换结果数据。 用AT89C52单片机的P2.7作片选信号，则MAX197的高位地址为7FH。选择MAX197为软件设置低功耗工作方式，所以置SHDN脚为高电平。本文采用外部基准电压，所以REFDJ接高电平，而REF则接外部输入参考电压。AT89C52单片机的P1.1脚用做判读高、低位数据的选择线，直接与HBEN脚相连。MAX197的INT脚可与AT89C52的INT0相连，以便实现中断，读取转换结果。
在电路中，AGND和DGND应相互独立，各种电源与模拟地之间都用0.1mF电容来消除电源的纹波。MAX197的硬件电路设计如图2所示。
软件设计
MAX197与其它A/D芯片不同之处在于它的很多硬件功能都是利用内部控制字来实现的，如通道选择、模拟信号量程、极性等。MAX197的输出数据采用无符号二进制模式（单极性输入方式）或二进制补码形式（双极性输入方式）。当CS和RD都有效时，HBEN为低电平，低8位数据被读出，HBEN为高电平，复用的高4位被读出，另外4位保持低电平（在单极性方式下），或另外4位为符号位（在双极性方式下）。
由以上可知，正确进行采集转换并读取数据的前提是必须正确设置控制字以及MAX197的各种控制信号。本设计中，进行数据采集转换前都对MAX197进行初始化，以便确定其采集转换的通道、量程和极性等。
程序的编写可以采用查询和中断两种方式，其中查询方式是在查询相应的标志成立时，执行读取；而中断则通过把MAX197的INT引脚连接到单片机的外部中断引脚来实现。本设计的软件是利用MCS-51汇编指令进行编写的，利用中断进行数据的转换和读取等操作。综上，一个典型A/D转换的控制与读取程序流程如图3所示。
结语
此设计表明，以MAX197为核心的数据采集A/D转换电路具有外围电路简单、与处理器并口兼容性好、时序控制简单易懂的特点，其变换时间短（6ms），可靠性和性价比高，并且编程简单，比较适合实时性要求较高的大数据量数据采集与高速A/D转换使用。
二、基于MAX197的多通道压力数据采集系统
本文介绍了一种基于AT89C51和MAX197的压力数据采集系统，系统与PC利用RS232通信，在PC端软件接收。系统在前级留出4～20mA的模拟信号接口，只要符合标准的信号都可接入，大大提高了系统的通用性
水利工程中常常需要对某些重要区段配置压力测量系统，比如管道进出口、直线段、局部转折、局部转弯处等，用来测定诸如管道沿程阻力系数和不同类型管道局部阻力系数等对工程影响较大的参数。水文测量中单点的测量基本上是没有意义的，必须通过合理的阵列测量才能进行频谱分析等工作。
多通道采集系统处理方案
根据系统要求，系统前端配置多路传感器以探测液压信号，实际系统中使用了32路。传感器采回的信号为电流信号，在A/D变换前要变为电压信号。A/D变换中采用的是Maxim生产的MAX197对32个通道进行循环采集。采集结果送入单片机中进行预处理，单片机选用Atmel公司的产品AT89C51，使用RS232通信接口与PC端连接并发送数据。PC端将收到的数据在数据处理软件中进行结果处理、显示。系统流程如图1所示。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/154197.htm
图1 多通道采集系统流程图
传感器及过压保护
传感器采用AST4410型号的液压传感器，其性能参数如图2所示。
长度：60mm
直径：17mm
测量范围：表压 0～40MPa 绝压0～10kPa
精度等级：0.2级或 0.5级1～5Vdc
输出信号：4～20mAdc
工作电压：12～36Vdc
过程接口：1/4NPT螺纹
引线方式：电缆线
实际电路中供电电压使用24V，这对于后级的A/D以及单片机电路来说是相当危险的值，因此需要设置高电压保护电路。
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