AD7711与TMS320F240接口设计

Interface Design for AD7711 and TMS320F240

GUO Shaopeng, WU Lanjun, YAN Xianyong, LI Jianguo

(Institute of Electrical Engineering, Chinese Academy of Science,
Bei jing 100080, China)

　　Key words: temperature measure; constant current source; DSP

1AD7711外围接口电路
　　图1是采用三线式连接方法，来消除温度传感器导线电阻影响的外围电路图。

　　REF+是AD7711进行AD转换的参考正基准电源，REF+的安全电压是VSS-～AVDD的任意电压，在使用中应注意REF+的接入电压大于模拟输入量和编程放大倍数的乘积，否则将出现全1的转换结果。
　　MODE(6)脚接地：表示控制串行数据读写的脉冲SCLK(1)是输入引脚，由外部MCU控制；MODE(6)接高电平则表示SCLK是输出引脚，MCU应根据SCLK的输出脉冲读写串行数据。
　　RTD1(9)，RTD2(10)是两个初始相对误差小于1%，温漂跟随精度3×10-6/℃的一致性非常好的一对200μA电流源。图示温度传感器采用三线连接方式，三根线的长度基本相同，电阻都是r，所以在IN+、IN-输入端产生相同的共模电压；经差分输入的电压信号只剩下IC激励Pt100所产生的电压。这样便消除了导线电阻，提高了测试精度。
　　TFS=0：表示MCU向AD7711输出数据允许(写允许)，RFS=0表示读允许，但是读/写不可同时有效。A0=0：表示对控制寄存器的读写；A0=1：表示对数据寄存器或标定寄存器进行读写；由控制寄存器高三位的值来选择数据寄存器或标定寄存器。MCU通过SCLK(1)／A0(4)／TFS(19)／RFS(20)／DRDY(21)／SDATA(22)六个管脚来完成对它的操作，图1用MCU(TMS320F240)的六个IO口与AD7711相连接。对器件进行读操作时DRDY和SDATA是输出管脚，其余是输入管脚；写操作时SDATA是输入管脚，DRDY仍是输出，但是对写操作无影响。

　　在完成AD7711正确的线路连接后，需对其控制寄存器进行正确的配置才能工作。AD7711控制寄存器是一3字节RAM（即24位），如表1。

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　　(0＼0＼0)器件进入正常A／D转换模式，转换的结果保存在数据寄存器中。(0＼0＼1)对器件自身进行0输入校准和满量程自身校准。(0＼1＼0)、(0＼1＼1)把(0＼0＼1)的0输入校准和满量程校准分两步实现。(1＼0＼0)系统漂移校准。(1＼0＼1)连续后台自动校准。(1＼1＼0)、(1＼1＼1)分别对AD7711的0标定寄存器和满量程标定寄存器进行选择。
　　G2＼G1＼G0：设置可编程放大器的放大倍数。A=2g，g是(G2/G1/G0)二进制转为十进制数。
　　CH：选择输入通道（0：表示选择差分通道(IN+＼IN-)；1：表示选择IN2(17)输入通道）。
　　PD：功率控制。0：正常运行；1：低功耗。
　　WL：AD转换结果位数设置。0：16位转换结果；1：24位转换结果。
　　RO：供给传感器的激励电流。0：关断200μA激励电流；1：开通200μA激励电流。值得注意的是，在测量铂电阻两端电压时，需要分别选择通道1、2(CH=0、1)，并使RO=1；否则并没有电流输出。
　　BO：判断传感器烧断的4.5μA供给电流。0：关断；1：开通。当铂电阻传感器意外处于断开状态时，通过打开BO电流，AD转换结果全1，判断传感器处于断路的故障状态。正常工作时BO=0关断电流。
　　B／U：AD转换极性选择。0：双极性；1：单极性。
　　FS11～FS0：滤波频率设置。片内低通滤波器频率设置公式：
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　　fclk是外接晶振的频率，一般为10MHz；code是FS11～FS0二进制转为十进制的值。计算出的频率(frequency)是AD7711转换数据刷新的频率，约为截止频率的3.8倍。
2.1控制寄存器的读写
　　对控制寄存器写：写控制寄存器的时序如图2所示。A0(4)=0选中控制寄存器，TFS(19)=0／RFS(20)=1表示写允许，使能SCLK。在SCLK脉冲的上升沿，把SDATA(22)的数据送入控制寄存器，所以SDATA上的送入数据应比SCLK的上升沿信号先有效。每个SCLK送入一位，高位在前低位在后，必须一次送入24位，如果少于24位，该次写命令无效，如果多于24位多于部分被忽略。

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