ADSL1110引脚功能、特点及内部结构介绍

ads1110是一种精密、可连续自校准的串行a/d转换器,带有差分输入和高达16位的分辨率,其串行接口为i2c总线。
adsl1110特点 完整的数据采集系统和小型sot23-6封装;片内基准电压:精度2.048 v+0.05%;片内可编程增益放大器pga;片内振荡器;16位分辨率;可编程的转换速率15次/秒~240次/秒;i2c总线接口(8个有效地址);电源电压2.7 v~5.5 v;低电流消耗240 μa。
ads1110的引脚功能 ads1110串行a/d转换器采用6引脚贴片封装,其引脚排列如图1所示。vdd:电源端,通常接+5v;gnd:模拟地和数字地;vin+、vin-:采样模拟信号输入端,其范围为2.048 v~2.048 v;scl:i2c总线时钟线;sda:i2c总线数据线。
ads1110的内部结构 ads1110是由带有可调增益的△-∑型转换器内核、2.048 v的电压基准、时钟振荡器和i2c总线接口组成。其内部结构如图2所示。
ads1110的a/d转换器内核是由差分开关电容△-∑调节器和数字滤波器组成。调节器测量正模拟输入和负模拟输入的压差,并将其与基准电压相比较。数字滤波器接收高速数据流并输出代码,该代码是一个与输入电压成比例的数字,即a/d转换后的数据。
ads1110片内电压基准是2.048 v。ads1110只能采用内部电压基准该基准,不能测量,也不用于外部电路。ads1110片内集成时钟振荡器用于驱动△-∑调节器和数字滤波器。ads1110的信号输入端设有可编程增益放大器pga,其输入阻抗在差分输入时的典型值为2.8 mω。
硬件设计 由于at89c51单片机没有i2c总线接口,可通过软件模拟实现与i2c总线器件的连接。具体方法是将单片机的i/o接口连接至i2c的数据线sda和时钟线scl。通过软件控制时钟和数据传输,系统灵活性强。 图5所示是数据采集显示系统,采集工业现场的4路模拟信号并轮询显示。采用4个ads1110作为a/d转换器,地址为ed0~ed3。具有i2c总线接口的eeprom at24c16作为存储器。本系统有4位led数码显示管和4个参数设定按键。采集数据经数字滤波、16进制→工程值转换后,送至数码管轮询显示。ads1110和at24c16的i2c接口连adsl110数据线sda至单片机的p1.0,时钟线scl连接单片机的p1.1,上拉电阻阻值选10 kω。
软件设计 按照硬件电路,编写a/d转换子程序为ads0,其中嵌套调用了start,为起始命令子程序,fsdz1为向ads1110发送单个字节命令的子程序,adread是读取输出寄存器和配置寄存器的子程序,stop是停止命令子程序。ads0只对地址为ed0的ads1110读数,如果要读取其他ads1110,只需更改地址即可。系统中ads1110的工作方式选用默认设置,即配置寄存器内容为#8ch,所以程序未向配置寄存器写入数据。程序代码如下:
总结 ads1110是一款高性价比具有i2c总线接口的串行a/d转换器。ads1110已在单片机系统中应用,并用于现场。实践证明,ads1110和单片机组成的数据采集系统,占用i/o端口少、功耗低,适用无电源场合。但需注意的是,因i2c总线为串行扩展总线,数据采集时不能用于实时速度要求较高的场合。

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