12位A/D转换器ADS7832及其应用

ADS7832芯片具有以下一些特点：

引脚与ADC7802和ADS7803兼容；单向参考电压：+5V或+3.3V，电压分辨率为4.88mV；低功耗：ADS7832采用CMOS工艺制造，转换期间耗电7.5mW，节电模式下仅为50mW；高转换速度： 8.5ms，能采样50KHz的信号；具有四通道多路开关；自动校正，不需加偏置或增益调整；芯片内部含有采样保持、电压基准和时钟等电路，可简化用户的电路设计和硬件开锁，并可提高系统的稳定性。ADS7832的内部结构如图1所示。

ADS7832BP为双列直插式（DIP）28脚封装，其引脚排列和接线如图2所示，它输出标准的, 信号，因此非常适合于微处理器系统，当引脚上的电平由高变低时，启动一次A/D转换，因此，当它与单片机的引脚相连时，执行一条MOVX @DPTR，A就启动A/D转换；当ADS7832的引脚上的电平为低电平时，A/D转换的结果送到数据输出口上，可随时取走。ADS7832是12位A/D转换器，但它只有8条数据输出线，即D0—D7，在A/D转换完毕，HBE引脚为低电平时，D0—D7输出数字量低八位，而当HBE引脚为高电平时，D0—D3输出数字量高四位，这种设计可减少管脚数，同时与常用单片机的8位数据线相对应，简化了软硬件设计。

ADS7832采用单5V电源供电，内部有一个8位特殊功能寄存器，指示ADS7832的工作状态，如是否忙、是否掉电等，当SFR引脚为高电平(同时HBE引脚也为高电平)时D0-D7引脚输出这些状态信息，这使应用ADS7832非常方便。

图2是ADS7832的基本接线图，+5V通过100KΩ的电阻接CLK引脚，通过内部振荡电路产生频率为0.5MHz的时钟信号。A0、A1是通道选择地址线，当只使用一个模拟信号输入端口AIN0时，A0、A1接低电平。给芯片提供电源和参考电压的电源的纹波要小，否则影响A/D转换的精度，在电源端和参考电压输入端接滤波电容，减小电源的干扰。

输入模拟电压的绝对值不能超过参考电压0.3V，在ADS7832内部已把输入模拟电压箝位在模拟电源VA上，模拟输入电流必须限制在20mA以下，在信号输入端口串联一个1kΩ的电阻即可在输入20V电压时不会损坏芯片。

利用差分放大器INA105可以把一个双极性信号(-5V～+5V）转换为一个单极性信号，送入ADS7832的模拟输入端，如图3，从而扩大了ADS7832的转换信号范围。

我们研制的动态称重系统的主要功能是测量行驶的动态车辆轮胎受力，并计算相应静态车辆重量，它主要由称重传感器、数据采集系统、微处理器系统及LCD、打印机等构成，用来测量在特定地点、特定时间行驶车辆的轮胎受力，计算车辆的轴重，从而实现全自动、不停车计量。与静态称重系统相比较，动态称重系统可获得较高的检测效率，并可节约大量的人工费用。

信号放大与偏置电路如图4所示，由于压力传感器出来的电信号为负值，首先将此信号通过反相器变为正值，再经信号放大与偏置电路送入A/D转换器的模拟输入端，通过调整可变电阻器的阻值改变信号的零点和线性度，在模拟输入端加两个二极管分别接到+5V和-5V，使送入A/D转换器的信号的绝对值不大于5.3V，保护A/D转换器不受损坏。

我们的设计目标是，当车辆以低于15km/h的速度通过时，误差小于静态时称重值的±2%(轴载荷和总重)，ADS7832是12位A/D转换器，分辨率较高，能满足精度要求。由于采集的重量值波形抖动较大，需要足够多的采样值进行处理才能得到比较精确的结果，而当汽车以10km/h的速度通过称重板时，一只轮胎通过称重板的时间为0.1s，时间很短，这就需要快速的采样速度和A/D转换速度，ADS7832进行一次A/D转换仅8.5ms，能满足要求。

ADS7832输出标准的RD，WR，CS信号，它转换出的数字量是12位，但它只有8条数据输出线，因此非常适合于与微处理器系统的接口。ADS7832是12位A/D转换器，分辨率较高，同时它有很高转换速度，能满足动态称重的要求。■