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AD7799中文资料.pdf

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AD7799/AD7798 特性: RMS 噪声(有效值噪声): 在 4.13HZ 转换率下紧为 27nV(AD7799). 在 16.7HZ 转换率下为 65Nv. ·低 功 耗 ,典型为 300uA ·内 置 1一 128 增益的低噪声可编程仪表放大器; ·内 置 时 钟振荡器,省去了外接晶振; ·低 非 线 性度:0.0015%; ·内 设 自 校准电路; ·带 有 SPI 数据接口,可以方便地与 DPS 或者 MCU 连接; ·50 H z 和 06Hz 同步陷波,消除 05Hz 和 06Hz 电源干扰; ·可 配 置 3个差分输人通道; ·21 位 有 效分辨率(PGA=1),19BIST (PGA=128 工作电源范围 2.7V----5.5V,-40 ° C 至 105 ° C 的温度范围,独立供电接口; 16 脚的 TSSOP 封装。 应用 电子磅秤 压力测量 应变传感器 血气分析 工业过程控制 仪器仪表 便携式仪表 血液分析 智能变送器 液体/气体色谱 6 位数字电压表
AD7799 4.17-470 24 16 0.0015 1 +/-10 ±VREF/gain VREF = REFIN(+) – REFIN(–), gain = 1 to 128 概述: AD7798/AD7799 适合在低功耗,低噪音,完成 模拟前端高精度测量应用。 参数 输出更新速率 无误码 非线形度 抵消误差 温度失调漂移 模拟输入 差分输入电压范 围 测试条件 AD7799<242hz AD7798 单位 HZ 位 位 % uV nV/℃ V
条件超过下述绝对最大额定值可能造成设备永久性损坏。 Table 3. Parameter AVDD to GND DVDD to GND 模拟输入电压 ND 参考输入电压 GND 输入数字电压 GND 输出数字电压 GND Rating −0.3 V to +7 V −0.3 V to +7 V −0.3 V to AVDD + 0.3 V −0.3 V to AVDD + 0.3 V −0.3 V to DVDD + 0.3 V −0.3 V to DVDD + 0.3 V 10 mA −40°C to +85°C −65°C to +150° C 150°C AIN/数字输入电流 操作温度范围 保存温度范围 最高结温 TSSOP θJA Thermal Impedance 128°C/W θJC Thermal Impedance 14°C/W Lead Temperature, Soldering Vapor Phase (60 sec) Infrared (15 sec) 215°C 220°C
ESD CAUTION(静电释放警告) 静电敏感元件。 管脚 1 助记符 SCLK 描述 串行时钟输入。这是数据传输和 ADC 的串行时钟输入。该时 钟的施密特触发输入,使界面适合光电隔离的应用。 片选输入。对 AD7799 的操作在 CS 低电平时有效, CS AIN3+/P1 模拟输入/数字输出。另外该引脚还可以作为一般用途上的输出 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 AIN3-/P2 AIN1+ AIN1- AIN2+ AIN2- REFIN+ 参照位 同上 模拟输入。 模拟输入。 模拟输入 模拟输入 同相参考输入。外部参考电压可应用在这两脚之间,参考值是 2.5V,但对于不同的应用可以在 0.1V---AVDD 之间 反向参考输入。参考值在 GND 到 AVDD-0.1V 之间 电源 2.7V-5.25V 数字电源。 REFIN- PSW GND AVDD DVDD DOUT/RDY 串口数据输出端/数据准备输出。低电平表明数据转换完成。 DOUT/RDY 的下降沿可作为一个中断处理,表明有效的数据 已就绪。随着外部时钟的变化,可以使用这个脚来读取数据。 当 CS 低时,数据/控制字信息在 SCLK 的下降沿和有效的上升 沿上, 串行数据输入到 ADC 的输入移位寄存器。 DIN
如图所示,数字接口有四条线,片选信号 CS,串行同步时钟 SCLK,数据输入线 DIN, 数据输出 DOUT/RDY,DOUT/RDY 的第二个功能是 AD 转换结束的通知信号,可以接 单片机的外部中断口,当没有转换结束时,DOUT/RDY 为高电平,一旦转换结束 DOUT/RDY 为低电平,触发中断。进入中断服务程序,首先禁止外中断,然后通过对 8051 单片机的 IO 口编程模仿图所示示序,读写 AD7799 中各个寄存器的数据。读写过 程 CS 为低电平。 如图 3 所示,8051 单片机读数过程为:单片机发 SCLK 的下降沿 AD7799 输出一 位数据,8051 单片机读入。写数过程为:单片机发 DIN,再发 SCLK 的上升沿,则 DIN 的上 1 位数据移入 AD7799。多个 AD7799 的 DIN、DOUT/RDY、SCLK 线可以公用, 哪个 AD7799 的 CS 为低则访问哪个 AD7799。 图 2
AD7799 在典型 2.5V 参考电压下其输出 RMS 噪声(uV)增益和输出更新速率之 间的关系 更新速率 Gain = 1 Gain = 2 Gain =4 Gain = 8 Gain = 16 Gain o=32 Gain = 64 Gain= 128 4.17 Hz 0.64 0.6 0.185 0.097 0.075 0.035 0.027 0.027 8.33 Hz 1.04 0.96 0.269 0.165 0.108 0.048 0.037 0.040 16.7 Hz 1.55 1.45 0.433 0.258 0.176 0.085 0.065 0.065 33.3 Hz 2.3 2.13 0.647 0.364 0.24 0.118 0.097 0.094 62.5 Hz 2.95 2.85 0.952 0.586 0.361 0.178 0.133 0.134 125 Hz 4.89 4.74 1.356 0.785 0.521 0.265 0.192 0.192 250 Hz 11.76 9.5 3.797 2.054 1.027 0.476 0.326 0.308 500 Hz 11.33 9.44 3.132 1.773 1.107 0.5 0.413 0.374 AD7799在2.5V参考电源下其典型分辨率(BIT)与增益和输出更新速率之间的关 系 更新速率Gain=1 Gain=2 Gain=3 Gain=4 Gain=5 Gain=6 Gain=7 Gain=8 4.17 Hz 23(20.5) 22(19.5) 22.5(20) 22.5(20) 22(19.5) 22(19.5) 21.5(19) 20.5(18) 8.33 Hz 22(19.5) 21.5(19) 22(19.5) 22(19.5) 21.5(19) 21.5(19) 21(18.5) 20(17.5) 16.7 Hz 21.5(19) 20.5(18) 21.5(19) 21(18.5) 21(18.5) 21(18.5) 20(17.5) 19(16.5) 33.3 Hz 21(18.5) 20(17.5) 21(18.5) 20.5(18) 20.5(18) 20.5(18) 19.5(17) 18.5(16) 62.5 Hz 20.5(18) 19.5(17) 20.5(18) 20(17.5) 19.5(17) 19.5(17) 19(16.5) 18(15.5) 125 Hz 20(17.5) 19(16.5) 20(17.5) 19.5(17) 19(16.5) 19(16.5) 18.5(16) 17.5(15) 250 Hz 18.5(16) 18(15.5) 18.5(16) 18(15.5) 18(15.5) 18.5(16) 18(15.5) 17(14.5) 500 Hz 18.5 (16) 18 (15.5) 18.5(16) 18.5(16) 18(15.5) 18.5(16) 17.5(15) 16.5(14) 功能寄存器 AD779 使用 9 个寄存器来直接控制 AD7799 的工作过程,而且其中有 7 个寄存 器可以被直接读写。实际上,这些寄存器包括了所有用来配置 AD7799 的部分, 比如数据格式、通道选择、增益设置等,整个器件工作过程的建立可通过对 7 个独立的寄存器的设置来完成。 1、通信寄存器(communication Register)地址为 00H,复位值为 00H RS2, RS1, RS0 = 0, 0, 0 通信寄存器是 8 位的,只写寄存器。 所有的对 AD 的操作必须由对通信寄存器的写操作开始。写至寄存器的数据决 定对哪一个寄存器发生读还是写的操作,随后便对所选择的寄存器进行操作(一 般数据寄存器不进行写操作。)。一旦完成后续的对所选择寄存器的操作后,接 口便返回到等待对通信寄存器写操作的状态。因此,所有与器件的通信必须 从对通信寄存器的写操作开始 CR7 CR6 CR5 CR4 CR3 CR2 CR1 CR0 WEN(0) R/W(0) RS2(0) RS1(0) RS0(0) CREAD(0) 0(0) 0(0) 位 CR7 名称 功能描述 WEN CR6 R/W 写使能位。其中 WEN(0)必须把 0 写人该位,否则对通信寄存 器写将无效; 读写位。为 0 时表示向选中寄存器里写数据,为 1 时表示读 数据
CR5-CR3 RS2-RS0 寄存器地址位。这些位决定哪个寄存器被选中。,RS2,RS1, RSO 从 O00 至 I11 分别对应通信寄存器,模式寄存器,配置 寄存器,数据寄存器,ID 寄存器,IO 寄存器,零刻度校准 寄存器,满刻度校准寄存器。 CR2 CREAD 数据积存器连续读操作位。位 1 时,串行接口被配置为数据 积存器连续可读状态,当 RDY 变成低电平表明转换已经结束 时,在 SCLK 的适当脉冲下,数据寄存器的数据自动放在 DOUT 口上,等待读取。使能连续可读模式,必须在通信寄存器中 写入 01011100;当 RDY 变为低时,向通信寄存器中写入 01011000,退出连续可读模式。当在连续可读模式下,ADC 检测到 DIN 脚的有效活动,也会退出连续可读模式。另外, 如果在 DIN 管脚上连续输入 32 位的高电平,AD 被复位。因 此,当在连续读模式下 DIN 脚应被置为低电平直到一个新的 命令写入设备。 当前的操作,这两位必须写入 0。 CR1-CR0 0 寄存器选择 RS2 RS1 RS0 寄存器名称 0 0 0 写状态时的通信寄存器,读操作时的状态寄存器(8位) 0 0 1 模式寄存器 16 bits 0 1 0 配置寄存器 16 bits 0 1 1 数据寄存器24 bits (AD7799) 1 0 0 ID register 8 bits 1 0 1 IO register 8 bits 1 1 0 零刻度校准寄存器 24 bits (AD7799) 1 1 1 满刻度校准寄存器 24 bits (AD7799) 1、状态寄存器 RS2、RS1、RS0=0,0,0;复位值为 88H 状态寄存器是八位只读寄存器、用户必须写入对应的 RS2、RS1、RS0 为 0,0, 0,选择下一次操作为只读操作才能进去状态寄存器。 SR7 SR6 SR5 SR4 SR3 SR2 SR1 SR0 RDY(1) ERR(0) NOREF(0) 0(0) 0/1 CH2(0) CH1(0) CH0(0) 位 名称 描述 SR7 RDY 准备位.当数据被写入数据寄存器时该位被清0.当数据寄存器被读 出后或一段时间之后在数据寄存器被新的转换结果更新前表明用 户未读取转换结果前该位被置位. 转换结束是DOUT/RDY脚的指示。
SR6 ERR 错误位. 这个位跟RDY位相同的时间被写. 当写入数据寄存器的结 果都是0或是1时该位被置1。开始另一次转换的写操作时,该位被 清0。 SR5 NOREF 无参考位。当参考电压低于一个规定的标准时置1。被置1时,转 换结果被钳制为都是高电平。 SR4 0 自动清除位 SR3 0/1 AD7799自动为1;AD7788为0。 SR2 to SR0 CH2 to CH0 指示哪一通道正在进行 AD 转换。 2、模式寄存器 RS2、RS1、RS0=0,0,1;模式寄存器(ModeRegister)地址为 01H,复位值为 000AH, 模式寄存器是一个可读写的 16 位寄存器,用来选择器件的运行模式、更新速率 和功率开关位。 MR15 MR14 MR13 MR12 MR11 MR10 MR9 MR8 MD2(0) MD1(0) MD0(0) PSW(0) 0(0) 0(0) 0(0) 0(0) MR7 MR6 MR5 MR4 MR3 MR2 MR1 MR0 0(0) 0(0) 0(0) 0(0) FS3(1) FS2(0) FS1(1) FS0(0) 名称 位 MR15-MR13 MD2-MD0 模式选择位。选择 AD7799 的操作模式(见功能表) MR12 描述 PSW 电源开关控制位。当此位 1 时器件的 PSW 管脚和 GND 导 通,可以允许 30MA 的电流通过;清 0 以打开电源开关。 当 ADC 工作在 POWER—DOWN 模式时,电源开关是打开的。 正确操作时,这些位必须被编程为 0。 0 FS3-FS0 转换速率控制位 MR11-MR4 MR3-MR0 模式选择位功能表 MD2 0 MD1 0 MD0 描述 0 连续转换模式(默认)。ADC 的连续转换模式,转换结果 存放在数据积存器中,当转换完成后 RDY 变为低电平。在 POWER-ON,通道改变,或对模式的操作,配置,IO 寄存器 之后,第一次转换结果在 2/F(ADC)之后是可用的,随后 的转换结果在 F(ADC)频率是可用的。 单次转换模式。当选择单次转换模式时,ADC 挂起然后执 行一次单次转换。振荡器需要 1MS 的时候挂起和配置,ADC 完成一次转换需要 2/F(ADC),转换结果放在数据寄存器 中,RDY 变为低,ADC 进入 POWER-DOWN 状态。RDY 保持低 电平,转换结果仍旧保存在数据寄存器直到数据被读出或 下一次转换开始。 空闲模式此时,尽管调制时钟依然工作,但 ADC 滤波器、 调制器保持在复位状态。 Power-down 模 式. 在 这 个 模 式 中 ,AD7799 电 路 被 Power-down,包括 Burnout 电流。 内部零刻度校准模式。内部短路开关自动连接到使能通道。 当增益为 1 时,校准需要两个转换周期完成。RDY 高时, 校准初始化;低时,校准完成。校准完成后 ADC 进入空闲 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0
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